Estructura atómica

Demócrito, uno de estos pensadores griego, en al siglo IV antes de Cristo, se preguntó sobre la divisibilidad de la materia. A simple vista las sustancias son continuas y se pueden dividir. ¿Es posible dividir una sustancia indefinidamente? Demócrito pensaba que no, que llegaba un momento en que se obtenían unas partículas que no podían ser divididas más; a esas partículas las denominó átomos, que en griego significa indivisible. Cada elemento tenía un átomo con unas propiedades y forma específicas, distintas de las de los átomos de los otros elementos. Las ideas de Demócrito, sin estar olvidadas completamente, cayeron en desuso durante más de dos mil años.

Mientras tanto, se desarrolló la química, se descubrieron nuevos elementos y se descubrieron las leyes que gobiernan las transformaciones químicas, las leyes ponderales. Precisamente para explicar algunas de estas leyes, las leyes ponderales, Dalton, en 1808 propuso la teoría atómica, basándose en el olvidado concepto de átomo, etimológicamente indivisible:

•  Los elementos están constituidos por átomos, que son partículas materiales independientes, inalterables e indivisibles.
• Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en el resto de propiedades. 
• Los átomos de distintos elementos tienen diferentes masas y propiedades.
• Los compuestos se forman por la unión de los átomos de los correspondientes elementos en base a una relación de números enteros sencilla.
• En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen, solamente se redistribuyen para formar nuevos compuestos.

 El primer indicio sobre la necesidad de corregir la hipótesis de Dalton vino del trabajo de Faraday sobre la electrólisis. Aquí, el hecho fundamental es que por la acción de la corriente eléctrica, las sustancias se descomponen en partículas cargadas, cationes y aniones, con propiedades diferentes de las sustancias originales. Si un átomo puede ser unas veces neutro y otras veces tener carga, se razonaba, habrá alguna partícula más pequeña que él, cuya ganancia o pérdida de lugar a dicha carga. Por lo tanto, la idea de los átomos como partículas elementales, última parte resultante de la división de la materia, debería ser revisada.

La propia ordenación periódica de Mendeleiev también planteaba interrogantes que apuntaban a la existencia de una estructura interna de los átomos. Si no, ¿cómo explicar que elementos cuyos átomos tienen masas atómicas muy diferentes (como ocurre en cada columna del Sistema Periódico) tengan, en cambio, propiedades muy semejantes y elementos como el flúor y el sodio, cuyos átomos tienen masas atómicas muy próximas, tengan en cambio propiedades muy distintas? Una posible respuesta podría encontrarse en sus estructuras internas: tienen propiedades parecidas porque sus estructuras internas son parecidas, o tienen propiedades diferentes porque sus estructuras internas son muy diferentes.