El descubrimiento de las partículas elementales planteó a los físicos la necesidad de construir un modelo que les permitiese conocer con un cierto grado de exactitud la forma en que dichas partículas elementales se encontraban dispuestas en el interior del átomo.
Nos referimos a una imagen ideal que permitiese visualizar la forma y estructura del átomo, ya que, debido a su pequeñísimo tamaño, no existía aún ningún instrumento que fuese capaz de permitir la visión directa del mismo.
El primer modelo de átomo
El primero de estos modelos fue propuesto por el propio descubridor del electrón Joseph John Thomson, quien concebía el átomo como una especie de pequeña esfera cargada con electricidad positiva en la cual se encontraban los electrones incrustados como si se tratase, según sus palabras, de un pudding de pasas.
En este caso, la suma de las cargas negativas de todos los electrones se contrarrestaría con la carga positiva de la esfera, resultando el conjunto eléctricamente neutro.
Un nuevo modelo
El modelo de Thomson era, en principio, suficiente para explicar la mayoría de los fenómenos que en ese momento se conocían a nivel atómico. Sin embargo, el descubrimiento de nuevas partículas elementales así como una serie de experimentos llevados a cabo a principios del siglo XX por Rutherford, iban a demostrar pronto lo erróneo de este modelo.
Basándose en los resultados de su propio experimento, Rutherford propuso una nueva imagen según la cual el átomo tendría la forma de un pequeño sistema solar en cuyo centro se encontraría el núcleo atómico, dotado de carga eléctrica positiva y en el cual se concentraría casi toda la masa del átomo.
Alrededor de este núcleo, y girando en órbitas prácticamente elípticas, se encontrarían todos los electrones que formaban el átomo. El descubrimiento del neutrón sirvió para afinar todavía más el modelo atómico propuesto por Rutherford, ya que lo modificó solo en el extremo correspondiente a la estructura del núcleo, que a partir de ese momento se consideró integrado por la unión de todos los protones y neutrones —genéricamente denominados nucleones— que formaban parte del átomo.
Nuevas teorías físicas
Aunque las nuevas teorías físicas, como la mecánica cuántica y la relatividad, han modificado en parte este modelo atómico, fundamentalmente en lo relativo a la forma y la estructura de las órbitas en las que se encuentran los electrones situados alrededor del núcleo, para muchos fenómenos puede seguir considerándose al átomo como un sistema formado por un núcleo en el que se encuentran concentrados los neutrones y los protones por medio de intensísimas fuerzas (cuya naturaleza todavía se desconoce), razón por la cual dicho núcleo está dotado de la carga eléctrica positiva que le confieren los protones.
Alrededor de este núcleo se encuentran girando en diferentes órbitas los electrones dotados de carga negativa. Sin embargo, como en estado normal el número de electrones que tiene un átomo siempre ha de ser igual al de protones de su núcleo, la carga negativa de los primeros se contrarresta con la positiva de los segundos, de forma que el átomo, en condiciones normales, es eléctricamente neutro.
Este equilibrio eléctrico se podrá romper en el caso de que el átomo gane o pierda algún electrón, lo que convertirá al mismo en lo que se denomina un ión.
Fuente: Temas Clave de Aula Abierta Salvat – La energía del átomo. Publicado en el año 1981
Autores: Manuel Acero e Ildefonso Irún
