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Modelo atómico

Modelo Atómico de Demócrito

Modelo Atómico de Demócrito

Demócrito fue ante todo un filósofo, y aunque hizo algunas contribuciones científicas a la teoría atómica, se preocupó mucho más por lo que significaba para la condición humana.

Principalmente, los átomos ayudaron a explicar su concepto de determinismo.
Al dar alguna causa y efecto concretos de los cuales surgieron todas las otras causas.

Tenía algunas ideas interesantes (como átomos de hierro con pequeños ganchos que les permitieron formar un metal) que aparecieron más tarde.
Pero en general, la teoría de los átomos de Demócrito no era más que una esfera que le daba espacio para teorizar más.

¿Quién fue Demócrito?

Como dijo el famoso filósofo Nietzsche:

El que aprenda a volar un día, primero debe aprender a ponerse de pie, caminar, correr, escalar y bailar; uno no puede volar a volar.

Esto es ciertamente cierto cuando se trata de la comprensión del universo por parte de la humanidad.
Algo que ha evolucionado durante miles de años y ha sido objeto de un descubrimiento continuo.

Y en el camino, muchos nombres se destacan como ejemplos de personas que lograron avances y ayudaron a sentar las bases de nuestra comprensión moderna.

Un antiguo filósofo griego que muchos consideran que es el “padre de la ciencia moderna”.

Esto se debe a su teoría del universo que se compone de pequeños “átomos”, que tiene un parecido sorprendente con la teoría atómica moderna.

A pesar de que generalmente se lo considera uno de los muchos filósofos naturales presocráticos de Grecia.
Muchos historiadores han argumentado que está clasificado más correctamente como científico, al menos en comparación con sus contemporáneos.

También ha habido una gran controversia, particularmente en Alemania durante el siglo XIX.
Sobre si Demócrito merece o no crédito por la teoría atómica.

Demócrito tuvo con el filósofo contemporáneo Leucipo, quien es famoso por compartir con él su teoría sobre los átomos.

Sin embargo, sus teorías se reducían a aquella base que utilizaba una distinción que permite que Demócrito reciba crédito.
Por una teoría que se convertiría en un elemento básico de la tradición científica moderna.

Nacimiento y vida temprana:

Aunque la mayoría de las fuentes afirman que nació en Abdera, ubicada en la provincia de Tracia, en el norte de Grecia, alrededor del 460 aC.
Sin embargo, otras fuentes afirman que nació en Mileto, una ciudad costera de la antigua Anatolia y la actual Turquía, y que nació en 490 a.c.

Con observaciones de que este pudiera ser el padre de Demócrito era de una familia noble y tan rico que recibió al rey persa Jerjes.
En la marcha de este último a través de Abdera durante la Segunda Guerra Persa (480–479 aC).

Además, se argumenta que, como recompensa por su servicio, el monarca persa le dio regalos a su padre y a otros abderitas.
Y dejó luego a los famosos reyes magos que fueron un pilar fundamental en sus enseñanzas.

Demócrito aparentemente instruido por estos magos en astronomía y teología.

Aportaciones científicas:

Demócrito es conocido por ser un pionero de las matemáticas y la geometría.

Siendo uno de los principales para aquella época de filósofos griegos en observar que una c representada por una pirámide la cual posee una forma cilíndrica.

Si bien que ninguna de sus obras sobre el tema sobrevivió a aquella edad media, usando su inteligencia en las matemáticas.
Que se derivan de otras obras que contienen citas extensas a títulos como On Numbers, On Geometrics, On Tangencies, On Mapping y On Irrationals.

Demócrito también es conocido por haber pasado gran parte de su vida experimentando y examinando plantas y minerales.

Modelo Atómico de Demócrito

Similar a su trabajo en matemáticas y geometría, las citas de trabajos existentes se utilizan para inferir la existencia de trabajos sobre el tema.

Estos incluyen On the Nature of Man, la colección de dos volúmenes On Flesh, On Mind, On the Senses, On Flavors, On Colours, Causas relacionadas con semillas y plantas y frutas, y la colección de tres volúmenes Causas relacionadas con animales.

Teoría atómica:

Sin embargo, la mayor contribución de Demócrito a la ciencia moderna fue posiblemente la teoría atómica que elucidó.
Según la teoría atómica de Demócrito, el universo y toda la materia obedecen los siguientes principios:

  • Todo está compuesto de “átomos”, que son físicamente, pero no geométricamente, indivisibles.
  • Entre los átomos se establece que existe un gran vacío.
  • Los átomos son indestructibles.
  • Los átomos siempre han estado, y siempre estarán, en movimiento.
  • Hay un número infinito de átomos y tipos de átomos, que difieren en forma y tamaño.

No estaba solo al proponer la teoría atómica, ya que se cree que tanto su mentor Leucipo como Epicuro propusieron las primeras opiniones sobre las formas y la conectividad de los átomos.

Asimismo, creían que la solidez de un material correspondía a los átomos involucrados, es decir.
Los átomos de hierro son duros, los átomos de agua son lisos y resbaladizos.
Los átomos de fuego son ligeros y afilados, y los átomos de aire son ligeros y giran.

Sin embargo, se le atribuye a Demócrito ilustrar y popularizar el concepto.
Y por sus descripciones de los átomos que sobrevivieron a la antigüedad clásica para influir en los filósofos posteriores.

Usando analogías para fundamentar y observar el poder sensorial que se pudiere tener.
Demócrito dio una imagen o una imagen de un átomo que los distinguía entre sí por su forma, tamaño y la disposición de sus partes.

Esencia de la teoría

En esencia, este modelo era uno de un sólido inerte que excluía a otros cuerpos de su volumen y que interactuaba mecánicamente con otros átomos.

Como tal, su modelo incluía enlaces físicos (es decir, ganchos y ojos, bolas y enchufes) que explicaban cómo ocurrían las conexiones entre ellos.

Si bien esto tiene poca semejanza con la teoría atómica moderna (donde los átomos no son inertes e interactúan electromagnéticamente).
Está más estrechamente alineado con el de la ciencia moderna que cualquier otra teoría que propusieron en tiempos pasados.

Aun cuando no exista una información clara, precisa y circunstanciada en cuanto a la referencia de los eruditos de la época clásica llegaron a teorizar la existencia de los átomos.

El concepto demostró ser influyente, siendo recogido por el filósofo romano Lucrecio en el siglo I D.C y nuevamente durante la Revolución Científica.

Además de ser indispensable para la teoría molecular y atómica moderna, también proporcionó una explicación buscando encontrar el significado que podría tener el vacío.

Ya que a la toda materia tener en su núcleo o su masa la presencia de átomos pequeños e indivisibles.
Entonces también debe haber una gran cantidad de espacio abierto entre ellos.

Este razonamiento también ha seguido informando nociones de cosmología y astronomía.
Donde la teoría de la relatividad especial de Einstein fue capaz de eliminar el concepto de “éter luminífero”.
Cuando explico por primera vez el funcionamiento de la luz.

Teoría atómica

Una cátedra donde se basó en aquellos comportamientos que tienen en un espacio determinados.
Aquellos átomos han tardado más de dos milenios en evolucionar.
Desde las reflexiones abstractas de los antiguos filósofos griegos hasta los experimentos de alta tecnología de los científicos modernos.

Sin embargo, buscándose con el método científico, aquella interpretación sobre la investigación científica del siglo XVI.
Las ideas sobre el átomo eran principalmente especulativas.

No fue hasta finales del siglo XIX que la tecnología se hizo lo suficientemente avanzada.
Como para permitir a los científicos vislumbrar las partes constituyentes del átomo: el electrón, el núcleo, el protón y el neutrón.

Origen griego

Se cree que la idea de que toda la materia está formada por pequeñas partículas indivisibles, o átomos.
Se originó en el filósofo griego Leucipo de Mileto y su alumno Demócrito de Abdera en el siglo V aC.

Estos pensadores sostuvieron que, además de poseer grandes cambios según una variedad infinita de formas y tamaños.
Lo que explicaba los diferentes tipos de materia.

También se pensaba que el color, el sabor y otras cualidades intangibles estaban compuestos de átomos.

Idea del modelo

Si bien la idea del átomo fue apoyada por algunos filósofos griegos posteriores, fue atacada ferozmente por otros.
Incluido Aristóteles, quien argumentó su contradicción con respecto a la presencia de estas teorías.

Igualmente, con la presencia de los teólogos católicos romanos fueron fuertemente influenciados por las ideas de Aristóteles.
Ya que asimismo los pensamientos sobre la teoría atómica fueron en gran parte descartada durante siglos.

Sin embargo, la concepción de los griegos del átomo sobrevivió.
Tanto en las obras de Aristóteles (sus argumentos en contra) como en otra obra clásica del autor romano Lucrecio.
De rerum natura (“Sobre la naturaleza de las cosas”), que fue redescubierta en Europa en El inicio del Renacimiento.

Desarrollo moderno

En general, se dice que la teoría atómica moderna comienza con John Dalton.
Un químico y meteorólogo inglés que en 1808 publicó un libro sobre la atmósfera y el comportamiento de los gases titulado.
“Un nuevo sistema de filosofía química”.

La teoría de los átomos de Dalton se basaba en cuatro ideas básicas: los elementos químicos estaban compuestos de átomos.
Siendo que aquellos eran casi iguales en su peso; otros que eran diferentes elementos o materias poseían pesos diferentes.
Y estos átomos se fusionaron pero creando una cantidad en números enteros, como 1: 1, 1: 2, 2: 1, 2: 3, para formar compuestos.

No todas estas ideas eran nuevas; los griegos ya habían introducido la idea de que los elementos estaban compuestos de átomos.
Y que ellos funcionaban con elementos que eran de diferentes propiedades físicas.

La contribución particular de Dalton, que puntualizó cuando su trabajo se hizo antes, fue su método para determinar realmente el peso atómico.

En un ensayo publicado en 1805, Dalton había incluido una lista de pesos atómicos para 21 elementos.
Dalton también fue el primero en proponer símbolos estándar para los elementos.

Estructura subatómica

El trabajo de Dalton fue principalmente sobre la química de los átomos, cómo se combinaron para formar nuevos compuestos.
En lugar de la estructura física interna de los átomos, aunque nunca negó la posibilidad de que los átomos tuvieran una subestructura.

Los pensamientos que se poseían sobre el yacimiento de la física de los átomos no comenzaron hasta 1897.
Con el descubrimiento del electrón quien fue estudiado también por Thomson.

En realidad, lo que Thomson descubrió fue que los rayos catódicos eran corrientes de partículas.
Cargadas negativamente con una masa aproximadamente 1.000 veces más pequeña que un átomo de hidrógeno.

Afirmó que estas partículas, a las que llamó “corpúsculos”, eran las cosas de las que estaban hechos los átomos.

Electrón

El término “electrón” es anterior al descubrimiento de Thomson: unos pocos años antes.
El físico irlandés GJ Stoney había propuesto que la electricidad estaba hecha de partículas negativas llamadas ” electrones “.
Y los científicos habían adoptado la palabra para referirse a cualquier cosa con una carga eléctrica.

Igualmente Thomson, el cual era un gran físico en la Universidad de Cambridge.
Fue el primero en sugerir que estas partículas eran un bloque de construcción del átomo.

Thomson también trató de mostrar la representación que tenía los electros cuando se encontraba en el átomo.
Como se sabía que los átomos eran eléctricamente neutros.
Thomson propuso (1904) un modelo en el que el átomo era una esfera cargada positivamente con electrones cargados negativamente.

Fue llamado el modelo de “pudín de ciruela”, ya que los electrones en el átomo se parecían a las pasas en un pudín de ciruela. Este modelo no sobrevivió sin ser desafiado por mucho tiempo.

En 1911, los experimentos de Ernest Rutherford con rayos alfa lo llevaron a describir el átomo como un núcleo pequeño y pesado con electrones en órbita a su alrededor. Este modelo nuclear del átomo se convirtió en la base para el que todavía se acepta hoy.

Bohr y más allá

En 1913, el físico danés Niels Bohr, quien había estudiado tanto con Thomson como con Rutherford.
Refinó aún más el modelo nuclear al proponer que los electrones se movían sólo en capas orbitales sucesivas y restringidas.
Y que las órbitas externas de mayor energía determinaban las propiedades químicas de los diferentes elementos.

Además, Bohr pudo explicar las líneas espectrales de los diferentes elementos al sugerir.
Que a medida que los electrones saltaban de órbitas más altas a más bajas, emitían energía la cual estaba representada en luz.

En la década de 1920, la teoría de Bohr se convirtió en un principio e investigación de la mecánica cuántica.
Que explicaba con mayor detalle la compleja estructura y el comportamiento de los átomos.

Protones y Neutrones

Desde el descubrimiento de Thomson del electrón en 1897, los científicos notaron que los átomos debe contener una carga positiva.
Para contrarrestar la carga negativa de los electrones.

En 1919, como un subproducto de sus experimentos sobre la división de los núcleos atómicos.
Rutherford descubrió el protón, que constituye el núcleo de un átomo de hidrógeno.

Un protón transporta una sola carga eléctrica positiva y cada núcleo atómico contiene uno o más protones.

Aunque Rutherford propuso la existencia de una partícula subatómica neutral, el neutrón, en 1920.
El verdadero descubrimiento fue realizado por el físico inglés James Chadwick, un ex alumno de Rutherford, en 1932.

Demócrito y Leucipo

Tanto Demócrito como su mentor Leucipo creían en una filosofía científica racionalista, es decir.
Creían que la observación cuando se combinaba con la razón era la mejor herramienta para comprender el mundo.

Ambos hombres también eran materialistas, creyendo que todo ocurría sucedía debido a las teorías.

Como resultado, su pensamiento se enfoca en cómo se causaban y sucedían los eventos.

La escuela alternativa de la época, dirigida por Platón y Aristóteles, estaba más preocupada por el propósito o el resultado final.

Teorías anteriores

Había dos escuelas principales de pensamiento con respecto a la composición del universo.

  • El primero fue de Heráclito y creía que todo estaba en un estado de cambio constante.Vio que la materia se movía y transcurrían por un paso hacia el vacío para moldearse y reformarse constantemente.

    Como una casa que necesita ser construida al aire libre o una semilla que necesita un vacío para crecer.

    Básicamente, necesitas espacio vacío para que algo lo llene, ¿verdad?

  • La segunda teoría  transmitida por Parménides.Creía que no había vacío y resumió su creencia en la declaración: “si el vacío es, entonces no es nada y, por lo tanto, no hay vacío”.

    Sin un vacío no había nada que mover para moverse o cambiar.

  • Eso significaba que no podía haber cambio.Esta teoría afirmaba que todas las observaciones en contra eran erróneas y, en esencia, que el cambio era una ilusión.

    Parménides también creía que nuestros sentidos no podían usarse para comprender el universo.

Estas dos teorías estaban esencialmente el conflicto causado con las opiniones que ocurrían entre las partículas. Era como tratar de cuadrar el círculo.

¿Cómo podría alguien encontrar un terreno común en esto? Bueno, ahí es donde entran en juego Demócrito y la Teoría atómica.

¿Por qué la materia varía?

Demócrito pensó las materias podrían cambiar dependiendo del tamaño que pudieran tener, así representaban lo que era aquellas formas de sus átomos.

Por ejemplo, sugirió que las sustancias dulces están hechas de átomos lisos y las sustancias amargas están hechas de átomos afilados.

Especuló que los aquellos átomos eran líquidos que son resbaladizos, lo que les permite deslizarse unos sobre otros y que los líquidos fluyan.

Por otras partes los átomos presentes en los sólidos  en contraste,  mantenían unidos, por lo que no pueden separarse.

Las diferencias en el peso de la materia, argumentó, podrían explicarse por la cercanía de los átomos. Pensó que los átomos de materia más liviana estaban más dispersos y separados por más espacio vacío.

  • P: Demócrito pensó que la materia se veía formada por la interacción con diferentes átomos. ¿En qué se parece esto a las ideas modernas sobre los átomos?
  • R: La visión moderna es que aquellos átomos presentes en diferentes materias, pudieran cambiar en su elemento de protones y electrones y esto les da diferentes propiedades físicas y químicas.

Antiguas teorías

El antiguo filósofo, Heráclito, sostenía que las cosas estaban en un estado de flujo. Asimismo que nada podría variar o cambiar de tipo (es imposible entrar en el mismo río).

Por otro lado, Parménides argumentó que, de modo que no puede convertirse en lo que no es (el cambio es imposible porque una sustancia no tendría que hacer la transición para convertirse en otra cosa, lo que es una contradicción lógica).

Por lo tanto, el cambio es incompatible con ser, de modo que sólo los aspectos permanentes del Universo podrían considerarse reales.

Un ingenioso escape  propuesto en el siglo quinto antes de Cristo por Demócrito.

Él planteó aquella variable que transcurría en relación a aquella materia en que se veía afectada, está compuesta de pequeñas unidades indestructibles, llamadas átomos.

Esta idea parece motivada por la pregunta de cuán finamente se puede seguir cortando la materia.

Si bien Demócrito no realizó experimentos y solo contaba con la mayor pista posible de cómo se verían representados aquellos átomos.

Los átomos de la teoría de Demócrito permanecen inalterados, pero se mueven. Acerca en el espacio para combinar de varias maneras para formar todos los objetos macroscópicos.

La teoría atómica temprana afirmó que las características de un objeto están determinadas por la forma de sus átomos. Así, por ejemplo, las cosas dulces están hechas de átomos lisos, las cosas amargas están hechas de átomos afilados.

De esta manera se concilian la permanencia y el flujo y nació para complementarse en el campo de la física atómica.

Igualmente con los pensamientos de Demócrito fueron para resolver un dilema filosófico, el hecho de que exista alguna sustancia elemental subyacente en el Universo es un impulsor principal en la física moderna, la búsqueda de la última partícula subatómica.

La teoría atómica y la física

Modelo Atómico de Demócrito

La teoría atómica el cual para su momento fue el principal campo que tenía la física que describe las características y propiedades de los átomos que componen la materia.

El punto clave a tener en cuenta sobre la teoría atómica es la relación entre el mundo macroscópico (nosotros) y el mundo microscópico de los átomos.

Por ejemplo, el mundo macroscópico trata conceptos como la temperatura y la presión para describir la materia.

El mundo microscópico de la teoría atómica donde se representaba aquel movimiento cinético en presencia de los átomos para explicar las cantidades macroscópicas.

La temperatura se explica en la teoría atómica así como su transcurrir y transición en sus movimientos (más rápido = más caliente).

La presión se explica como la transferencia de impulso de esos átomos en movimiento en las paredes del contenedor (átomos más rápidos = temperatura más alta = más impulso / golpes = presión más alta).

Demócrito fue ante todo un filósofo, y aunque hizo algunas contribuciones científicas a la teoría atómica, se preocupó mucho más por lo que significaba para la condición humana.

Principalmente, los átomos ayudaron a explicar su concepto de determinismo, al dar alguna causa y efecto concretos de los cuales surgieron todas las otras causas.

Tenía algunas ideas interesantes (como átomos de hierro con pequeños ganchos que les permitieron formar un metal) que aparecieron más tarde, pero en general, la teoría de los átomos de Demócrito no era más que una esfera que le daba espacio para teorizar más.

Modelo Atómico de Demócrito
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