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Historia de la teoría atómica

El modelo teórico actual del átomo implica un núcleo denso rodeado por una "nube" probabilística de electrones. La teoría atómica es la teoría científica que postula que la mate...

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El modelo teórico actual del átomo implica un núcleo denso rodeado por una "nube" probabilística de electrones.

La teoría atómica es la teoría científica que postula que la materia está compuesta de partículas llamadas átomos . La definición de la palabra "átomo" ha evolucionado a lo largo de los años en respuesta a los descubrimientos científicos. Inicialmente, se refería a una partícula fundamental hipotética de la materia, demasiado pequeña para ser vista a simple vista, que no podía dividirse. Posteriormente, la definición se refinó para referirse a las partículas básicas de los elementos químicos, cuando los químicos observaron que estos parecían combinarse entre sí en proporciones de números enteros pequeños. Más tarde, los físicos descubrieron que estos átomos poseían una estructura interna propia y, por lo tanto, sí podían dividirse.

La teoría atómica es uno de los desarrollos científicos más importantes de la historia, fundamental para todas las ciencias físicas. Al comienzo de Las conferencias de Feynman sobre física , el físico y premio Nobel Richard Feynman presenta la hipótesis atómica como el concepto científico más prolífico. [ 1 ]

Atomismo filosófico

La idea básica de que la materia está compuesta de diminutas partículas indivisibles es una idea antigua que apareció en muchas culturas antiguas. La palabra "átomo" proviene del griego "atomos", que significa "indivisible". Estas ideas antiguas se basaban en el razonamiento filosófico más que en el científico. La teoría atómica moderna no se basa en estos conceptos antiguos. [ 2 ] [ 3 ] : 18

Química preatómica

Trabajando a finales del siglo XVII, Robert Boyle desarrolló el concepto de un elemento químico como una sustancia diferente de un compuesto. [ 4 ] : 293 Cerca del final del siglo XVIII, surgieron varios desarrollos importantes en química sin hacer referencia a la noción de una teoría atómica. El primero fue Antoine Lavoisier, quien demostró que los compuestos consisten en elementos en proporción constante, redefiniendo un elemento como una sustancia que los científicos no podían descomponer en sustancias más simples mediante experimentación. Esto puso fin a la antigua idea de que los elementos de la materia eran fuego, tierra, aire y agua, que no tenía respaldo experimental. Lavoisier demostró que el agua puede descomponerse en hidrógeno y oxígeno , que a su vez no pudo descomponer en nada más simple, probando así que estos son elementos. [ 2 ] : 197 Lavoisier también definió la ley de conservación de la masa , que establece que en una reacción química, la materia no aparece ni desaparece en el aire; la masa total permanece igual incluso si las sustancias involucradas se transforman. [ 4 ] : 293 En 1797, el químico francés Joseph Proust estableció la ley de las proporciones definidas , que establece que si un compuesto se descompone en sus elementos químicos constituyentes, entonces las masas de esos constituyentes siempre tendrán las mismas proporciones en peso, independientemente de la cantidad o el origen del compuesto original. Esta definición distinguió los compuestos de las mezclas. [ 5 ]

El atomismo químico de Dalton

En 1804, John Dalton estudió datos recopilados por él mismo y por otros científicos y notó un patrón que más tarde se conoció como la ley de las proporciones múltiples : en compuestos que contienen dos elementos particulares, la cantidad del Elemento A por medida del Elemento B diferirá entre estos compuestos en proporciones de números enteros pequeños. [ 2 ] : 199 Por ejemplo, Dalton investigó tres óxidos de nitrógeno: "óxido nitroso", "gas nitroso" y "ácido nítrico". Estos compuestos se conocen hoy como óxido nitroso, óxido nítrico y dióxido de nitrógeno respectivamente. El "óxido nitroso" es 63,3% nitrógeno y 36,7% oxígeno, lo que significa que tiene 80 g de oxígeno por cada 140 g de nitrógeno. El "gas nitroso" es 44,05% nitrógeno y 55,95% oxígeno, lo que significa que hay 160 g de oxígeno por cada 140 g de nitrógeno. El ácido nítrico tiene un 29,5 % de nitrógeno y un 70,5 % de oxígeno, lo que significa que tiene 320 g de oxígeno por cada 140 g de nitrógeno. 80, 160 y 320 forman una proporción de 1:2:4. [ 6 ]

De Un nuevo sistema de filosofía química (John Dalton, 1808); los símbolos de Dalton eran parte integral de su teoría. [ 7 ] : 83

John Dalton vio esto como evidencia de que los elementos químicos se combinan entre sí mediante unidades básicas de peso. Las unidades básicas eran indivisibles hasta donde él podía ver, por lo que concluyó que había descubierto los átomos que químicos y filósofos habían hipotetizado durante mucho tiempo. [ 2 ] : 198 Dada una proporción de 1:2:4, Dalton dedujo que las fórmulas para los óxidos de nitrógeno son N 2 O, NO y NO 2 . [ 6 ]

En 1804, Dalton explicó su teoría atómica a su amigo y colega químico Thomas Thomson , quien publicó la primera explicación completa en su libro Un sistema de química en 1807. La propia versión de Dalton apareció en 1808 con el título Un nuevo sistema de filosofía química y adoptó la palabra átomo para referirse a los objetos que anteriormente llamaba partículas últimas . [ 7 ] : 81 Esta nueva teoría química atómica propuso átomos con propiedades científicas: todos los átomos de un elemento tienen el mismo peso; los átomos de diferentes elementos tienen pesos diferentes. No se crean ni se destruyen átomos en las reacciones químicas. Dalton pudo utilizar su concepto de átomos para reproducir las leyes de la química entonces conocidas. [ 2 ] : 199

Dalton definió un átomo como la "partícula última" de una sustancia química, y utilizó el término "átomo compuesto" para referirse a las "partículas últimas" que contienen dos o más elementos. Esto es inconsistente con la definición moderna, en la que un átomo es la partícula básica de un elemento químico y una molécula es una aglomeración de átomos. El término "átomo compuesto" resultó confuso para algunos de los contemporáneos de Dalton, ya que la palabra "átomo" implica indivisibilidad, pero él respondió que si un "átomo" de dióxido de carbono se divide, deja de ser dióxido de carbono. El "átomo" de dióxido de carbono es indivisible en el sentido de que no puede dividirse en partículas más pequeñas de dióxido de carbono. [ 2 ] : 201 [ 8 ]

El sistema de Dalton se basaba en pesos relativos. Según sus mediciones, 7 gramos de oxígeno se combinan con 1 gramo de hidrógeno para formar 8 gramos de agua. Dalton consideraba el agua como un "átomo binario", con un átomo de oxígeno y un átomo de hidrógeno, HO. También consideraba el hidrógeno gaseoso como un elemento, con un peso atómico de 1. Por lo tanto, la proporción medida de 1:7 significa que el oxígeno recibe un peso atómico de 7 en el sistema de Dalton. [ 7 ] : 82 Sin embargo, si Dalton hubiera analizado peróxido de hidrógeno , H₂O₂ , en lugar de agua , le habría asignado al oxígeno un peso atómico de 16. Así pues, el sistema de pesos relativos de Dalton era fundamentalmente insuficiente para determinar pesos atómicos o estructuras químicas inequívocas. [ 2 ] : 200

Algunos de los problemas del método de Dalton fueron corregidos por Joseph-Louis Gay-Lussac y Amedeo Avogadro . Desarrollaron leyes de proporción para gases similares a las leyes desarrolladas para sustancias químicas por Proust y Dalton. [ 2 ] : 202 En 1811, Avogadro propuso que volúmenes iguales de dos gases cualesquiera, a igual temperatura y presión, contienen el mismo número de moléculas (es decir, la masa de las partículas de un gas no afecta el volumen que ocupa). [ 9 ] La hipótesis de Avogadro, ahora generalmente llamada ley de Avogadro , proporcionó un método para deducir los pesos relativos de las moléculas de los elementos gaseosos, ya que si la hipótesis es correcta, las densidades relativas de los gases indican directamente los pesos relativos de las partículas que componen los gases. Esta forma de pensar condujo directamente a una segunda hipótesis: las partículas de ciertos gases elementales eran pares de átomos, y cuando reaccionan químicamente estas moléculas a menudo se dividen en dos. Por ejemplo, el hecho de que dos litros de hidrógeno reaccionen con solo un litro de oxígeno para producir dos litros de vapor de agua (a presión y temperatura constantes) sugiere que una sola molécula de oxígeno se divide en dos para formar dos moléculas de agua. Esto da la fórmula correcta del agua, H₂O , no HO. Avogadro midió el peso atómico del oxígeno en 15,074. [ 2 ] : 203 [ 10 ]

Oposición a la teoría atómica

La teoría atómica de Dalton atrajo un gran interés, pero no una aceptación universal. [ 2 ] : 203

Un problema fue la falta de nomenclatura uniforme. La palabra "átomo" implicaba indivisibilidad, pero Dalton definió un átomo como la partícula última de cualquier sustancia química , no solo de los elementos o incluso de la materia en sí. Esto significaba que los "átomos compuestos" como el dióxido de carbono podían dividirse, a diferencia de los "átomos elementales". A Dalton no le gustaba la palabra "molécula", considerándola "diminutiva". [ 2 ] : 201 [ 11 ] : 288 Amedeo Avogadro hizo lo contrario: usó exclusivamente la palabra "molécula" en sus escritos, evitando la palabra "átomo", y en su lugar usó el término "molécula elemental". [ 2 ] : 202 Jöns Jacob Berzelius usó el término "átomos orgánicos" para referirse a partículas que contenían tres o más elementos, porque pensaba que esto solo existía en compuestos orgánicos. Jean-Baptiste Dumas usó los términos "átomos físicos" y "átomos químicos"; Un "átomo físico" era una partícula que no podía dividirse por medios físicos como la temperatura y la presión, y un "átomo químico" era una partícula que no podía dividirse mediante reacciones químicas. [ 12 ] [ 2 ] : 203

Las definiciones modernas de átomo y molécula —un átomo como partícula básica de un elemento y una molécula como aglomeración de átomos— se establecieron en la segunda mitad del siglo XIX. Un evento clave fue el Congreso de Karlsruhe en Alemania en 1860. Como primer congreso internacional de químicos, su objetivo era establecer estándares en la comunidad. Uno de los principales defensores de la distinción moderna entre átomos y moléculas fue Stanislao Cannizzaro .

Las distintas cantidades de un elemento particular que intervienen en la constitución de diferentes moléculas son múltiplos enteros de una cantidad fundamental que siempre se manifiesta como una entidad indivisible y que debe denominarse propiamente átomo.

Estanislao Cannizzaro , 1860 [ 2 ] : 207

Una segunda objeción a la teoría atómica era filosófica. Los científicos del siglo XIX no tenían forma de observar directamente los átomos. Inferían su existencia mediante observaciones indirectas, como la ley de las proporciones múltiples de Dalton. Algunos científicos adoptaron posturas alineadas con la filosofía del positivismo , argumentando que no debían intentar deducir la realidad más profunda del universo, sino solo sistematizar los patrones que podían observar directamente. [ 2 ] : 232

Esta generación de antiatomistas puede agruparse en dos bandos. Los "equivalentes", como Marcellin Berthelot , [ 2 ] : 226 creían que la teoría de los pesos equivalentes era adecuada para fines científicos. Esta generalización de la ley de proporciones definidas de Proust resumía observaciones. Por ejemplo, 1 gramo de hidrógeno se combina con 8 gramos de oxígeno para formar 9 gramos de agua; por lo tanto, el "peso equivalente" del oxígeno es de 8 gramos. Estas ideas fueron ampliamente utilizadas por los químicos sin aceptar una explicación atómica subyacente. [ 13 ] Los "energeticistas", como Ernst Mach y Wilhelm Ostwald , se oponían filosóficamente a cualquier hipótesis sobre la realidad. En su opinión, solo la energía, como parte de la termodinámica, debería ser la base de los modelos físicos. [ 2 ] : 237

Estas posturas fueron finalmente refutadas por dos avances importantes que ocurrieron más adelante en el siglo XIX: el desarrollo de la tabla periódica y el descubrimiento de que las moléculas tienen una arquitectura interna que determina sus propiedades. [ 2 ] : 226

La hipótesis de Prout

Los átomos de Dalton eran "elementales": cada elemento tenía un peso atómico único y todos los átomos del elemento eran idénticos. [ 14 ] : 2 En 1815, William Prout especuló que las proporciones de números enteros que aparecen en los pesos atómicos resultan de una realidad subyacente: que toda la materia estaba compuesta de combinaciones de un elemento primitivo que él llamó protilo y que identificó con el hidrógeno. Berzelius, el principal experto en peso atómico, objetó que mediciones cuidadosas muestran que los pesos atómicos no son proporciones de números enteros. [ 7 ] : 89 Así, la hipótesis de Prout fue rechazada en favor de la de Dalton en ese momento, pero la idea de Prout continuó intrigando a los científicos y su conjetura sería verificada parcialmente por Francis Aston en 1912. [ 15 ]

Teoría del vórtice

Desde la década de 1860 hasta alrededor de 1890, una teoría propuesta originalmente por William Thomson y ampliada por J.J. Thomson consideraba los átomos como vórtices en un medio fluido continuo y omnipresente. La idea era ver la materia como rotaciones estables en el fluido sin fricción, similares a los anillos de humo que se usaban para ilustrar visualmente el concepto. [ 16 ] : 38 La formulación matemática se basó en la teoría de la hidrodinámica de vórtices de Hermann von Helmholtz, aunque él no apoyaba esta teoría atómica. [ 16 ] : 40 La teoría se superpuso al surgimiento de la teoría del éter luminífero en concepto y en marco temporal, pero las dos teorías no eran idénticas. [ 16 ] : 49 Si bien la teoría tuvo un impacto significativo en las matemáticas, inspirando la teoría de nudos , por ejemplo, [ 16 ] : 46 sus propios defensores concluyeron finalmente que los vórtices no eran estables y, además, la teoría no ofrecía ninguna explicación de fenómenos como el magnetismo y la gravitación. [ 16 ] : 75

isomerismo

Los científicos descubrieron que algunas sustancias tienen la misma composición química pero propiedades diferentes. Por ejemplo, en 1827, Friedrich Wöhler descubrió que el fulminato de plata y el cianato de plata tienen ambos 107 partes de plata, 12 partes de carbono, 14 partes de nitrógeno y 16 partes de oxígeno (ahora conocemos sus fórmulas como AgCNO). En 1830 , Jöns Jacob Berzelius introdujo el término isomería para describir el fenómeno. En 1860, Louis Pasteur planteó la hipótesis de que las moléculas de los isómeros podrían tener el mismo conjunto de átomos pero en diferentes disposiciones. [ 2 ] : 230

En 1874, Jacobus Henricus van 't Hoff propuso que el átomo de carbono se enlaza a otros átomos en una disposición tetraédrica. Partiendo de esto, explicó las estructuras de las moléculas orgánicas de tal manera que pudo predecir cuántos isómeros podría tener un compuesto. Consideremos, por ejemplo, el pentano ( C₅H₁₂ ). En el modelo molecular de van 't Hoff, existen tres configuraciones posibles para el pentano, y los científicos descubrieron tres y solo tres isómeros de pentano. [ 3 ] : 147 [ 17 ]

El método de Jacobus Henricus van 't Hoff para modelar estructuras moleculares predijo correctamente los tres isómeros del pentano (C 5 H 12 ).

La isomería no era algo que pudiera explicarse completamente mediante teorías alternativas a la teoría atómica, como la teoría radical y la teoría de tipos. [ 18 ] [ 19 ]

Tabla periódica de Mendeleev

En 1869, Dmitri Mendeléyev informó que cuando ordenó los elementos en una fila según sus pesos atómicos, había cierta periodicidad en ellos. [ 20 ] : 117 Por ejemplo, el segundo elemento, el litio , tenía propiedades similares al noveno elemento, el sodio , y al decimosexto elemento, el potasio , un período de siete. De igual manera, el berilio , el magnesio y el calcio eran similares y todos estaban separados por siete lugares entre sí en la tabla de Mendeléyev. Usando estos patrones, Mendeléyev predijo la existencia y las propiedades de nuevos elementos, que luego fueron descubiertos en la naturaleza: escandio , galio y germanio . [ 20 ] : 118 Además, la tabla periódica podía predecir con cuántos átomos de otros elementos podía enlazarse un átomo; por ejemplo, el germanio y el carbono están en el mismo grupo en la tabla y sus átomos se combinan con dos átomos de oxígeno cada uno (GeO₂ y CO₂ ) . Mendeleev descubrió que estos patrones validaban la teoría atómica porque demostraban que los elementos podían clasificarse según su peso atómico. Insertar un nuevo elemento en medio de un período rompería el paralelismo entre ese período y el siguiente, y también violaría la ley de proporciones múltiples de Dalton. [ 21 ]

Tabla periódica de Mendeleev de 1871.

Los elementos de la tabla periódica se ordenaron originalmente según su peso atómico creciente. Sin embargo, en algunos casos, los químicos optaron por intercambiar las posiciones de ciertos elementos adyacentes para que aparecieran en un grupo con otros elementos de propiedades similares. Por ejemplo, el telurio se coloca antes que el yodo, a pesar de ser más pesado (127,6 frente a 126,9), para que el yodo pueda estar en la misma columna que los demás halógenos . La tabla periódica moderna se basa en el número atómico , que es equivalente a la carga nuclear, un cambio que tuvo que esperar al descubrimiento del núcleo . [ 22 ] : 228 Además, una fila completa de la tabla no se mostraba porque los gases nobles aún no se habían descubierto cuando Mendeleev diseñó su tabla. [ 22 ] : 222

Teoría cinética de los gases

En 1738, el físico y matemático suizo Daniel Bernoulli postuló que tanto la presión de los gases como el calor eran causados ​​por el movimiento subyacente de las moléculas. Utilizando su modelo, pudo predecir la ley de los gases ideales a temperatura constante y sugirió que la temperatura era proporcional a la velocidad de las partículas. Este éxito no tuvo continuidad, en parte porque las entonces novedosas herramientas del cálculo permitieron mayores avances utilizando modelos continuos para los gases. [ 23 ] : 943

James Clerk Maxwell , un defensor acérrimo del atomismo, revivió la teoría cinética en 1860 y 1867. Su idea clave fue que la velocidad de las partículas en un gas variaría alrededor de un valor promedio, introduciendo el concepto de una función de distribución. [ 23 ] : 944 [ 24 ] A finales del siglo XIX, Ludwig Boltzmann utilizó modelos atómicos para aplicar la teoría cinética a la termodinámica, especialmente a la segunda ley relacionada con la entropía. Boltzmann defendió la hipótesis atomista contra los principales detractores de la época, como Ernst Mach o los energicistas como Wilhelm Ostwald , quienes consideraban que la energía era la cantidad elemental de la realidad. [ 25 ] Sin embargo, un modelo atómico no era esencial para el desarrollo de la teoría de la termodinámica. Esto quedó claro cuando Josiah Willard Gibbs introdujo la mecánica estadística en su libro de 1902, Principios elementales de mecánica estadística . Su desarrollo lógico y formal de un nuevo enfoque evitó específicamente requerir una hipótesis atómica. [ 23 ] : 992 Albert Einstein desarrolló de forma independiente un enfoque similar al de Gibbs, pero con un objetivo completamente diferente: Einstein se propuso encontrar una manera de verificar la hipótesis atómica a través de la teoría cinética. Finalmente lo lograría con un artículo sobre el movimiento browniano. [ 26 ]

movimiento browniano

En 1827, el botánico británico Robert Brown observó que las partículas de polvo dentro de los granos de polen que flotaban en el agua se agitaban constantemente sin razón aparente. En 1905, Einstein teorizó que este movimiento era causado por las moléculas de agua que golpeaban continuamente los granos y desarrolló un modelo matemático para describirlo. [ 26 ] Este modelo fue validado experimentalmente en 1908 por el físico francés Jean Perrin , quien utilizó las ecuaciones de Einstein para medir el tamaño de los átomos. [ 27 ]

modelo de pudín de ciruelas

Un diagrama de JJ Thomson de 1905 que ilustra su hipótesis sobre la disposición de los electrones en un átomo, que va desde uno hasta ocho electrones.
La disposición de siete electrones en una bipirámide pentagonal.

Se creía que los átomos eran la división más pequeña posible de la materia hasta 1899, cuando J.J. Thomson descubrió el electrón a través de su trabajo sobre rayos catódicos . [ 22 ] : 86 [ 4 ] : 364

Un tubo de Crookes es un recipiente de vidrio sellado en el que dos electrodos están separados por vacío. Al aplicar un voltaje a través de los electrodos, se generan rayos catódicos que crean una zona luminosa donde inciden sobre el vidrio en el extremo opuesto del tubo. Mediante experimentación, Thomson descubrió que los rayos podían desviarse por campos eléctricos y magnéticos , lo que significaba que no eran luz, sino partículas cargadas muy ligeras, con carga negativa. Thomson denominó a estas partículas «corpúsculos». Midió que su relación masa-carga era varios órdenes de magnitud menor que la del átomo de hidrógeno, el átomo más pequeño. Esta relación era la misma independientemente del material de los electrodos y del gas traza presente en el tubo. [ 32 ]

A diferencia de esos corpúsculos, los iones positivos creados por electrólisis o radiación de rayos X tenían relaciones masa-carga que variaban según el material de los electrodos y el tipo de gas en la cámara de reacción, lo que indica que eran diferentes tipos de partículas. [ 4 ] : 363

En 1898, Thomson midió que la carga de los iones era aproximadamente 6 × 10 −10 unidades electrostáticas (2 × 10 −19 culombios). [ 22 ] : 85 [ 33 ] En 1899, demostró que la electricidad negativa creada por la luz ultravioleta que incide sobre un metal (conocida ahora como efecto fotoeléctrico ) tiene la misma relación masa-carga que los rayos catódicos; luego aplicó su método anterior para determinar la carga de los iones a las partículas eléctricas negativas creadas por la luz ultravioleta. [ 22 ] : 86 Mediante esta combinación demostró que la masa del electrón era 0,0014 veces la de los iones de hidrógeno. [ 34 ] Estos "corpúsculos" eran tan ligeros pero tenían tanta carga que Thomson concluyó que debían ser las partículas básicas de la electricidad, y por esa razón otros científicos decidieron que estos "corpúsculos" debían llamarse electrones siguiendo una sugerencia de George Johnstone Stoney de 1894 para nombrar la unidad básica de carga eléctrica. [ 35 ]

En 1904, Thomson publicó un artículo que describía un nuevo modelo del átomo. [ 36 ] Los electrones residen dentro de los átomos y se transfieren de un átomo a otro en cadena mediante la acción de una corriente eléctrica. Cuando los electrones no fluyen, su carga negativa debe ser compensada lógicamente por alguna fuente de carga positiva dentro del átomo para que este sea eléctricamente neutro. Sin tener idea de la fuente de esta carga positiva, Thomson propuso tentativamente que la carga positiva estaba presente en todo el átomo, que tenía forma de esfera; este era el modelo matemáticamente más simple que se ajustaba a la evidencia disponible (o a la falta de ella). [ 37 ] El equilibrio de las fuerzas electrostáticas distribuiría los electrones por toda esta esfera de manera más o menos uniforme. Thomson explicó además que los iones son átomos que tienen un excedente o una deficiencia de electrones. [ 38 ]

El modelo de Thomson se conoce popularmente como el modelo del pudín de pasas , basado en la idea de que los electrones se distribuyen por toda la esfera de carga positiva con la misma densidad que las pasas en un pudín de pasas . Ni Thomson ni sus colegas utilizaron jamás esta analogía. Parece haber sido una invención de los divulgadores científicos. [ 39 ] La analogía sugiere que la esfera positiva es como un sólido, pero Thomson la comparó con una gelatina, ya que propuso que los electrones se movían en ella siguiendo patrones regidos por las fuerzas electrostáticas. [ 40 ] [ 41 ] : 257 La electrificación positiva en el modelo de Thomson era un concepto provisional, que esperaba que finalmente se explicara mediante algún fenómeno de los electrones. Como todos los modelos atómicos de la época, el modelo de Thomson era incompleto; no podía predecir ninguna de las propiedades conocidas del átomo, como los espectros de emisión. [ 42 ]

En 1910, Robert A. Millikan y Harvey Fletcher informaron los resultados de su experimento de la gota de aceite en el que aislaron y midieron la carga de un electrón. [ 43 ] Mediciones cuidadosas durante varios años dieron la carga -4,774 × 10 −10 ues . [ 44 ]

Modelos planetarios

A finales del siglo XIX, las especulaciones sobre la posible estructura del átomo incluían modelos planetarios con electrones cargados en órbita. [ 45 ] : 35 Estos modelos se enfrentaban a una limitación importante. En 1897, Joseph Larmor demostró que una carga acelerada irradiaría energía según la electrodinámica clásica, un resultado conocido como la fórmula de Larmor . Dado que los electrones obligados a permanecer en órbita se aceleran continuamente, serían mecánicamente inestables. Larmor observó que el efecto electromagnético de múltiples electrones, dispuestos adecuadamente, se cancelaría entre sí. Por lo tanto, los modelos atómicos posteriores basados ​​en la electrodinámica clásica tuvieron que adoptar tales disposiciones especiales de múltiples electrones. [ 46 ] : 113

En 1903, Hantaro Nagaoka desafió el modelo del pudín de pasas de Thomson con un modelo "saturnino" que presentaba un centro atómico masivo con una carga positiva 10 000 veces mayor que la carga del electrón, rodeado de electrones en anillos análogos a los de Saturno . El modelo fue ampliamente discutido, incluyendo un estudio detallado de George Schott que afirmaba que no lograba predecir correctamente los espectros atómicos. El propio Nagaoka abandonó la propuesta en 1908. [ 45 ] : 38

modelo atómico de Haas

En 1910, Arthur Erich Haas propuso un modelo del átomo de hidrógeno con un electrón circulando en la superficie de una esfera de carga positiva. El modelo se parecía al modelo del pudín de pasas de Thomson, pero Haas añadió un giro radicalmente nuevo: restringió la energía potencial del electrón,miolla{\displaystyle E_{\text{olla}}}, en una esfera de radio a para que sea igual a la frecuencia, f , de la órbita del electrón en la esfera multiplicada por la constante de Planck : [ 22 ] : 197miolla=mi2a=hF{\displaystyle E_{\text{pot}}={\frac {-e^{2}}{a}}=hf} donde e representa la carga del electrón y de la esfera. Haas combinó esta restricción con la ecuación de equilibrio de fuerzas. La fuerza de atracción entre el electrón y la esfera equilibra la fuerza centrífuga : mi2a2=metroa(2πF)2{\displaystyle {\frac {e^{2}}{a^{2}}}=ma(2\pi f)^{2}} donde m es la masa del electrón. Esta combinación relaciona el radio de la esfera con la constante de Planck: a=h24π2mi2metro{\displaystyle a={\frac {h^{2}}{4\pi ^{2}e^{2}m}}} Haas calculó la constante de Planck utilizando el valor vigente en ese momento para el radio del átomo de hidrógeno. Tres años después, Bohr emplearía ecuaciones similares con una interpretación diferente. Bohr tomó la constante de Planck como un valor dado y utilizó las ecuaciones para predecir a , el radio del electrón que orbita en el estado fundamental del átomo de hidrógeno. Este valor se conoce ahora como radio de Bohr . [ 22 ] : 197

teoría atómica de Nicholson

En 1911, John William Nicholson publicó un modelo del átomo basado en la electrodinámica clásica, similar al modelo del pudín de pasas de J.J. Thomson, pero con los electrones negativos orbitando un núcleo positivo en lugar de circular en una esfera. Para evitar el colapso inmediato de este sistema, requirió que los electrones vinieran en pares, de modo que la aceleración rotacional de cada electrón fuera igual a lo largo de la órbita. [ 47 ] : 163

Nicholson desarrolló su modelo basándose en el análisis de la espectroscopia astrofísica. [ 48 ] Relacionó las frecuencias de las líneas espectrales observadas con las órbitas de los electrones en sus átomos. La relación que adoptó asoció el momento angular orbital del electrón atómico con la constante de Planck. Mientras que Planck se centró en un cuanto de energía, el cuanto de momento angular de Nicholson se relaciona con la frecuencia orbital. Este nuevo concepto otorgó a la constante de Planck un significado atómico por primera vez. [ 47 ] : 169

El modelo de Nicholson rara vez se discute hoy en día, pero influyó enormemente en el importante modelo atómico cuántico de Bohr. [ 45 ] : 42 Los resultados espectrales de Nicholson estaban en buena concordancia con el experimento, lo que obligó a Bohr a abordar estos resultados en su teoría posterior. Para 1913, Bohr ya había demostrado, a partir del análisis de la pérdida de energía de las partículas alfa, que el hidrógeno tenía solo un electrón, no un par emparejado requerido por el modelo de Nicholson. [ 22 ] : 195 En su artículo de 1913 sobre átomos, Bohr cita a Nicholson por encontrar que el momento angular cuantizado es importante para el átomo. [ 49 ] La cuantización de Bohr asociaría la emisión con diferencias en los niveles de energía del hidrógeno en lugar de estar directamente relacionada con la frecuencia orbital. [ 50 ]

Descubrimiento del núcleo

Los experimentos de dispersión de Rutherford. Izquierda: Resultados esperados: partículas alfa que atraviesan el modelo atómico de pudín de pasas con una desviación insignificante. Derecha: Resultados observados: una pequeña porción de las partículas se desvía debido a la carga positiva concentrada del núcleo.

El modelo del pudín de pasas de Thomson fue cuestionado en 1911 por uno de sus antiguos alumnos, Ernest Rutherford , quien presentó un nuevo modelo para explicar nuevos datos experimentales. El nuevo modelo proponía un centro concentrado de carga y masa que más tarde se denominó núcleo atómico . [ 41 ] : 296

Ernest Rutherford y sus colegas Hans Geiger y Ernest Marsden comenzaron a dudar del modelo de Thomson tras encontrar dificultades al intentar construir un instrumento para medir la relación carga-masa de las partículas alfa (partículas con carga positiva emitidas por ciertas sustancias radiactivas como el radio ). Las partículas alfa se dispersaban por el aire en la cámara de detección, lo que hacía que las mediciones no fueran fiables. Thomson había encontrado un problema similar en su trabajo sobre rayos catódicos, que resolvió creando un vacío casi perfecto en sus instrumentos. Rutherford no creía que se encontraría con el mismo problema, ya que las partículas alfa suelen tener mucho más momento que los electrones. Según el modelo atómico de Thomson, la carga positiva en el átomo no está lo suficientemente concentrada como para producir un campo eléctrico lo suficientemente fuerte como para desviar una partícula alfa. Sin embargo, se produjo dispersión, por lo que Rutherford y sus colegas decidieron investigarla cuidadosamente. [ 51 ] : 64

Entre 1908 y 1913, Rutherford y sus colegas realizaron una serie de experimentos en los que bombardearon láminas delgadas de metal con un haz de partículas alfa. Observaron que las partículas alfa se desviaban en ángulos mayores de 90°. Según el modelo de Thomson, todas las partículas alfa deberían haber atravesado el haz con una desviación insignificante. Rutherford dedujo que la carga positiva del átomo no se distribuye por todo su volumen, como creía Thomson, sino que se concentra en un pequeño núcleo en el centro. Este núcleo también concentra la mayor parte de la masa del átomo. Solo una concentración tan intensa de carga, anclada por su gran masa, podría producir un campo eléctrico lo suficientemente fuerte como para desviar las partículas alfa como se observó. [ 51 ] El modelo de Rutherford, respaldado principalmente por datos de dispersión desconocidos para muchos científicos, no se popularizó hasta que Niels Bohr se unió al laboratorio de Rutherford y desarrolló un nuevo modelo para los electrones. [ 41 ] : 304

El modelo de Rutherford predijo que la dispersión de partículas alfa sería proporcional al cuadrado de la carga atómica. Geiger y Marsden basaron su análisis en establecer la carga en la mitad del peso atómico del material de la lámina (oro, aluminio, etc.). El físico aficionado Antonius van den Broek observó que existía una relación más precisa entre la carga y la secuencia numérica del elemento en orden de pesos atómicos. El número de secuencia pasó a llamarse número atómico y reemplazó al peso atómico en la organización de la tabla periódica . [ 52 ] [ 53 ]

Descubrimiento de isótopos

Simultáneamente al trabajo de Rutherford, Geiger y Marsden, el radioquímico Frederick Soddy, de la Universidad de Glasgow, estudiaba problemas relacionados con la química en materiales radiactivos. Soddy había trabajado con Rutherford en radiactividad en la Universidad McGill . [ 54 ] Para 1910, se habían identificado unos 40 elementos radiactivos diferentes, denominados radioelementos , entre el uranio y el plomo, aunque la tabla periódica solo permitía 11 elementos. Todos los intentos de aislar químicamente los radioelementos mesotorio o torio X del radio fracasaron. Soddy concluyó que estos elementos eran químicamente el mismo elemento. A sugerencia de Margaret Todd , Soddy llamó a estos elementos químicamente idénticos isótopos . [ 55 ] [ 56 ] : 3–5 En 1913, Soddy y el teórico Kazimierz Fajans descubrieron independientemente la ley de desplazamiento , que establece que un elemento que experimenta desintegración alfa producirá un elemento dos lugares a la izquierda en el sistema periódico y un elemento que experimenta desintegración beta producirá un elemento un lugar a la derecha en el sistema periódico. Por su estudio de la radiactividad y el descubrimiento de los isótopos, Soddy recibió el Premio Nobel de Química de 1921. [ 57 ]

Réplica del tercer espectrómetro de masas de Aston

Antes de 1919, solo se disponía de pesos atómicos promediados sobre un número muy grande de átomos. En ese año, Francis Aston construyó el primer espectrógrafo de masas , una versión mejorada de un dispositivo construido por J. J. Thomson para medir la desviación de átomos con carga positiva por campos eléctricos y magnéticos. Aston pudo entonces separar los isótopos de muchos elementos ligeros, incluido el neón , 20Ne y 22Ne . Aston descubrió que los isótopos coincidían con la regla de los números enteros de William Prout : la masa de cada isótopo es un múltiplo entero del hidrógeno. [ 58 ] [ 59 ]

Es significativo que la única excepción a esta regla de los números enteros fuera el propio hidrógeno, que tenía un valor de masa de 1,008. La masa en exceso era pequeña, pero muy por encima de los límites de la incertidumbre experimental. Aston y otros se dieron cuenta de que esta diferencia se debía a la energía de enlace de los átomos. Cuando varios átomos de hidrógeno se unen para formar un átomo, la energía de ese átomo debe ser menor que la suma de las energías de los átomos de hidrógeno individuales. Esa energía perdida, según el principio de equivalencia masa-energía , significa que la masa atómica será ligeramente menor que la suma de las masas de sus componentes. [ 59 ] El trabajo de Aston sobre isótopos le valió el Premio Nobel de Química de 1922 por el descubrimiento de isótopos en un gran número de elementos no radiactivos y por su enunciado de la regla de los números enteros. [ 60 ]

Número atómico

Antes de 1913, los químicos se adherían al principio de Mendeleev de que las propiedades químicas derivaban del peso atómico. Sin embargo, varios lugares en la tabla periódica eran inconsistentes con este concepto. Por ejemplo, el cobalto y el níquel parecían estar invertidos. [ 61 ] : 82 También hubo intentos de comprender la relación entre la masa atómica y la carga nuclear. Rutherford sabía, a partir de experimentos en su laboratorio, que el helio debía tener una carga nuclear de 2 y una masa de 4; se esperaba que esta proporción 1:2 se cumpliera para todos los elementos. En 1913, Antonius van den Broek planteó la hipótesis de que la tabla periódica debería organizarse por carga, denotada por Z , no por masa atómica y que Z no era exactamente la mitad del peso atómico de los elementos. [ 22 ] : 228 Esto resolvió el problema del cobalto y el níquel. Al colocar el cobalto (Z=27, masa de 58,97), antes del níquel más pesado (Z=28, masa de 58,68) se obtuvo el ordenamiento esperado según el comportamiento químico. [ 62 ] : 180

En 1913-1914, Moseley puso a prueba experimentalmente la hipótesis de Broek mediante espectroscopia de rayos X. Descubrió que la línea de longitud de onda corta más intensa en el espectro de rayos X de un elemento en particular, conocida como la línea K-alfa , estaba relacionada con la carga del elemento, su número atómico, Z. [ 63 ] Moseley halló que las frecuencias de la radiación estaban relacionadas de forma sencilla con el número atómico de los elementos para un gran número de ellos. [ 64 ] [ 62 ] : 181

modelo de Bohr

El modelo atómico de Bohr

Rutherford dedujo la existencia del núcleo atómico mediante sus experimentos, pero no explicó cómo se distribuían los electrones a su alrededor. En 1912, Niels Bohr se unió al laboratorio de Rutherford y comenzó a trabajar en un modelo cuántico del átomo. [ 22 ] : 19

Max Planck en 1900 y Albert Einstein en 1905 postularon que la energía luminosa se emite o absorbe en cantidades discretas conocidas como cuantos (singular, cuanto ). Esto condujo a una serie de modelos atómicos con algunos aspectos cuánticos, como el de Arthur Erich Haas en 1910 [ 22 ] : 197 y el modelo atómico de John William Nicholson de 1912 con momento angular cuantizado como h /2π . [ 65 ] [ 66 ] Es crucial destacar que Nicholson reproduce con éxito las líneas espectrales atómicas, un desafío que el modelo de Bohr también tendría que superar. [ 50 ] Cuando Bohr se enteró por un amigo de la fórmula compacta de Balmer para los datos de las líneas espectrales, Bohr se dio cuenta rápidamente de que su modelo coincidiría con ella en detalle. [ 47 ] : 178

En 1913, Bohr publicó una trilogía de artículos desarrollando su modelo del átomo basado en dos hipótesis: 1) un electrón podía cambiar de estado solo por " saltos cuánticos " y 2) el salto corresponde a una emisión de luz según la relación de Planck . [ 22 ] : 199 [ 67 ] Con estas suposiciones, la inestabilidad de los modelos anteriores se vuelve irrelevante y la electrodinámica clásica de Maxwell se considera inválida. [ 22 ] : 199 Usando órbitas circulares para simplificar, Bohr pudo entonces derivar la fórmula espectral de Balmer. La fórmula de Balmer contenía una constante ahora conocida como la constante de Rydberg con un valor conocido solo por la coincidencia de resultados experimentales. Bohr proporcionó una derivación basada en un modelo atómico, un resultado tomado como evidencia sustancial a favor de su modelo. [ 68 ] : 62 Bohr también usó el modelo para describir la estructura de la tabla periódica y aspectos del enlace químico. En conjunto, estos resultados llevaron a que el modelo de Bohr fuera ampliamente aceptado a finales de 1915. [ 68 ] : 91

El modelo de Bohr no era perfecto. Solo podía predecir las líneas espectrales del hidrógeno, no las de los átomos multielectrónicos. [ 69 ] Peor aún, ni siquiera podía explicar todas las características del espectro del hidrógeno: a medida que mejoraba la tecnología espectrográfica , se descubrió que la aplicación de un campo magnético provocaba que las líneas espectrales se multiplicaran de una manera que el modelo de Bohr no podía explicar. En 1916, Arnold Sommerfeld añadió órbitas elípticas al modelo de Bohr para explicar las líneas de emisión adicionales, pero esto hizo que el modelo fuera muy difícil de usar, y aún así no podía explicar átomos más complejos. [ 70 ] [ 71 ]

Descubrimiento del protón

En 1815, William Prout observó que los pesos atómicos de los elementos conocidos eran múltiplos del peso atómico del hidrógeno, por lo que planteó la hipótesis de que todos los átomos son aglomeraciones de hidrógeno, una partícula a la que denominó "el protilo". La hipótesis de Prout se puso en duda cuando se descubrió que algunos elementos se desviaban de este patrón —por ejemplo, los átomos de cloro pesan en promedio 35,45 daltons— , pero cuando se descubrieron los isótopos en 1913, la observación de Prout volvió a cobrar relevancia. [ 42 ]

En 1917, Rutherford bombardeó gas nitrógeno con partículas alfa y observó la emisión de iones de hidrógeno . Rutherford concluyó que las partículas alfa impactaron los núcleos de los átomos de nitrógeno, provocando la separación de los iones de hidrógeno. [ 72 ] [ 73 ]

Estas observaciones llevaron a Rutherford a concluir que el núcleo de hidrógeno era una partícula singular con una carga positiva igual a la carga negativa del electrón. El nombre "protón" fue sugerido por Rutherford en una reunión informal de colegas físicos en Cardiff en 1920. [ 74 ]

Se descubrió que el número de carga de un núcleo atómico era igual a la posición ordinal del elemento en la tabla periódica. El número de carga nuclear proporcionó así una forma sencilla y clara de distinguir los elementos químicos entre sí, a diferencia de la definición clásica de Lavoisier, que consideraba a un elemento químico como una sustancia que no puede descomponerse en sustancias más simples mediante reacciones químicas. A partir de entonces, el número de carga o número de protones se denominó número atómico del elemento. En 1923, el Comité Internacional de Elementos Químicos declaró oficialmente que el número atómico era la característica distintiva de un elemento químico. [ 75 ]

A partir de 1913, el concepto de que las partículas alfa surgían del núcleo atómico condujo a la idea de que estas partículas estaban presentes en el núcleo. Cuando Van den Broek observó que los datos de dispersión de partículas alfa en diferentes elementos seguían el número atómico y no el peso atómico, concluyó que el núcleo también debía tener electrones. Esta "hipótesis del electrón nuclear" sería la base de los primeros modelos de física nuclear. Podía explicar la estabilidad de las partículas alfa y de los isómeros recién descubiertos en aquel entonces. Impulsó numerosos modelos del núcleo como una combinación de protones y electrones antes de ser finalmente refutada con el descubrimiento del neutrón. [ 76 ] : 19

Modelos mecánicos cuánticos

Los cinco orbitales atómicos llenos de un átomo de neón se separan y se ordenan de izquierda a derecha según su energía, siendo los tres últimos orbitales de igual energía . Cada orbital contiene hasta dos electrones, que probablemente se encuentran en las zonas representadas por las burbujas de color. Cada electrón está presente por igual en ambas zonas orbitales, indicadas aquí solo con color para resaltar la diferente fase de la onda.

En 1924, Louis de Broglie propuso que todas las partículas —en particular las subatómicas, como los electrones— poseen una onda asociada. Erwin Schrödinger , fascinado por esta idea, desarrolló una ecuación [ 77 ] que describe un electrón como una función de onda en lugar de un punto. Este enfoque predijo muchos de los fenómenos espectrales que el modelo de Bohr no logró explicar, pero era difícil de visualizar y generó oposición. [ 78 ] Uno de sus críticos, Max Born , propuso que la función de onda de Schrödinger no describía la extensión física de un electrón (como una distribución de carga en el electromagnetismo clásico), sino que indicaba la probabilidad de que un electrón, al ser medido, se encontrara en un punto determinado. [ 79 ] Esto concilió las ideas de electrones ondulatorios y corpusculares: el comportamiento de un electrón, o de cualquier otra entidad subatómica, presenta aspectos tanto ondulatorios como corpusculares , y la observación de uno u otro depende del experimento. [ 80 ]

El modelo ondulatorio de Schrödinger para el hidrógeno reemplazó las órbitas circulares de Bohr con orbitales atómicos que solo proporcionan la probabilidad de encontrar un electrón en posiciones alrededor del núcleo. Los orbitales presentan diversas formas dependiendo de su nivel de energía y momento angular . [ 81 ] Las formas de los orbitales atómicos se obtienen resolviendo la ecuación de Schrödinger. [ 82 ] Se conocen soluciones analíticas de la ecuación de Schrödinger para el átomo de hidrógeno y átomos similares al hidrógeno, como el ion molecular de hidrógeno . [ 83 ] A partir del átomo de helio , que contiene solo dos electrones, se utilizan métodos numéricos para resolver la ecuación de Schrödinger. [ 84 ]

Cualitativamente, la forma de los orbitales atómicos de los átomos multielectrónicos se asemeja a los estados del átomo de hidrógeno. El principio de exclusión de Pauli exige que la distribución de estos electrones dentro de los orbitales atómicos sea tal que no se asignen más de dos electrones a ningún orbital; este requisito afecta profundamente las propiedades atómicas y, en última instancia, la unión de los átomos en moléculas. [ 85 ] : 182

Descubrimiento del neutrón

En la década de 1920, los físicos creían que el núcleo atómico contenía protones más una serie de "electrones nucleares" que reducían la carga total. Estos "electrones nucleares" eran distintos de los electrones que orbitaban el núcleo. Esta hipótesis errónea habría explicado por qué los números atómicos de los elementos eran menores que sus pesos atómicos y por qué los elementos radiactivos emiten electrones ( radiación beta ) durante la desintegración nuclear. Rutherford incluso planteó la hipótesis de que un protón y un electrón podrían unirse fuertemente formando un "doblete neutro". Rutherford escribió que la existencia de tales "dobles neutros" moviéndose libremente por el espacio proporcionaría una explicación más plausible de cómo se pudieron haber formado los elementos más pesados ​​en la génesis del Universo, dado que es difícil que un protón solitario se fusione con un núcleo atómico grande debido al campo eléctrico repulsivo. [ 86 ]

En 1928, Walter Bothe observó que el berilio emitía una radiación eléctricamente neutra y altamente penetrante al ser bombardeado con partículas alfa. Posteriormente se descubrió que esta radiación podía arrancar átomos de hidrógeno de la parafina . Inicialmente se pensó que se trataba de radiación gamma de alta energía , ya que la radiación gamma tenía un efecto similar en los electrones de los metales, pero James Chadwick descubrió que el efecto de ionización era demasiado fuerte para que se debiera a radiación electromagnética, siempre y cuando la energía y el momento se conservaran en la interacción. En 1932, Chadwick expuso varios elementos, como el hidrógeno y el nitrógeno, a la misteriosa "radiación de berilio", y al medir las energías de las partículas cargadas de retroceso, dedujo que la radiación estaba compuesta en realidad de partículas eléctricamente neutras que no podían carecer de masa como los rayos gamma, sino que debían tener una masa similar a la de un protón. Chadwick denominó a esta nueva partícula "el neutrón" y creía que se trataba de la fusión de un protón y un electrón, dado que el neutrón tenía aproximadamente la misma masa que un protón, mientras que la masa de un electrón es insignificante en comparación. [ 87 ] Antes de finales de 1932, este modelo fue cuestionado por Dmitri Ivanenko, quien propuso que el neutrón era una partícula elemental. Este modelo, con el tiempo, daría lugar a la teoría moderna del núcleo. [ 22 ] : 411

Véase también

Referencias

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  73. El desarrollo de la teoría de la estructura atómica (Rutherford, 1936). Reimpreso en Antecedentes de la ciencia moderna: Diez conferencias en Cambridge organizadas por el Comité de Historia de la Ciencia, 1936 :«En 1919 demostré que cuando los átomos ligeros eran bombardeados por partículas alfa, podían desintegrarse con la emisión de un protón, o núcleo de hidrógeno. Por lo tanto, supusimos que un protón debía ser una de las unidades que componían los núcleos de otros átomos…»
  74. Orme Masson (1921). "La constitución de los átomos" . The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science . 41 (242): 281– 285. doi : 10.1080/14786442108636219 .Nota a pie de página de Ernest Rutherford: «En el momento de redactar este artículo en Australia, el profesor Orme Masson desconocía que el nombre "protón" ya se había sugerido como un nombre adecuado para la unidad de masa cercana a 1, en términos de oxígeno 16, que parece formar parte de la estructura nuclear de los átomos. La cuestión de un nombre adecuado para esta unidad se debatió en una reunión informal de varios miembros de la Sección A de la Asociación Británica [para el Avance de la Ciencia] en Cardiff este año. Se mencionó el nombre "barón", sugerido por el profesor Masson, pero se consideró inadecuado debido a la variedad de significados existentes. Finalmente, el nombre "protón" fue bien recibido, sobre todo porque evoca el término original "protilo" dado por Prout en su conocida hipótesis de que todos los átomos están formados por hidrógeno. Sir Oliver Lodge señaló la necesidad de un nombre específico para la unidad nuclear de masa 1 en la reunión de la Sección, y el autor sugirió entonces el nombre "protón"».
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Lecturas adicionales

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  • John Dalton (1808). Un nuevo sistema de filosofía química vol. 1 .
  • John Dalton (1817). Un nuevo sistema de filosofía química vol. 2 .
  • JP Millington (1906). John Dalton . JM Dent & Co. (Londres); EP Dutton & Co. (Nueva York).
  • Jaume Navarro (2012). Historia del electrón: JJ y GP Thomson . Cambridge University Press. ISBN 978-1-107-00522-8.
  • Trusted, Jennifer (1999). El misterio de la materia . MacMillan. ISBN 0-333-76002-6.
  • Charles Adolphe Wurtz (1881) La teoría atómica , D. Appleton and Company, Nueva York.
  • Rocke, Alan J. (1984). Atomismo químico en el siglo XIX: De Dalton a Cannizzaro . Columbus: Ohio State University Press. ISBN 978-0-8142-0360-6.
  • Thomas Thomson (1807). Un sistema de química: en cinco volúmenes, volumen 3. John Brown.
  • Thomas Thomson (1831). Historia de la Química, Volumen 2. H. Colburn y R. Bentley.
  • Atomismo, por S. Mark Cohen.
  • Teoría atómica : información detallada sobre la teoría atómica en relación con los electrones y la electricidad.
  • Las Lecciones de Física de Feynman, Vol. I, Cap. 1: Átomos en movimiento.