El nuevo modelo atómico

El modelo atómico en 3D

La imagen metafórica, que se aproxima más a este modelo de átomo, es la de una especie de “erizo de mar electrónico”, porque si pudiéramos ver un átomo aislado y seguir las trayectorias de sus electrones durante un instante, tendría un aspecto similar al de la figura 42. Por supuesto, los colores no son realistas, representan la distancia a la que llegan varios electrones con sus distintos niveles energéticos y las líneas espectrales que generarían en un supuesto ficticio.

 

Figura 42
Figura 42

 

El número de líneas de color no describe una trayectoria por electrón, sino los rebotes de uno o varios electrones durante un intervalo de tiempo. Estas trayectorias alargadas son la clave para el entendimiento de la formación de moléculas, esto es: cuando se acercan varios átomos la atracción electrostática de los núcleos próximos hace que los electrones con más energía no se frenen y sean atraídos por núcleos de átomos distintos de los que partieron. Así las trayectorias de los electrones compartidos de moléculas biatómicas, por ejemplo, estarán dentro de un volumen que tendría el aspecto de un balón de rugby que situara sus extremos en sendos núcleos atómicos.

 

La imagen de la figura anterior sirve para hacerse una idea global de cómo es en realidad un átomo pero no describe las partes que lo componen. Teniendo en cuenta que la distancia a la que llegan los electrones en sus rebotes puede ser miles de veces mayor que el radio del núcleo, la imagen que vemos en la figura 43 sería la sustituta de aquella a la que estamos habituados, con el núcleo formando una amalgama de protones y neutrones, y los electrones orbitando alrededor; cambiando la relación entre el tamaño del átomo y el de los elementos que lo forman, para poder observar sus detalles. En este caso el dibujo representa un núcleo esférico, con sus nucleones separados a la distancia en la cual están equilibradas la fuerza de sus efectos de absorción y  la fuerza de repulsión electrostática (estas fuerzas se representan con una esfera amarilla traslúcida); los electrones se acercan atraídos por la concentración de carga eléctrica positiva del núcleo, para centrarse en el protón más cercano conforme se aproximan. Cuando estén muy cerca saldrán rebotados, en cualquier dirección, dentro de la superficie del cono de impulsión de los protones. Cuando la cantidad de movimiento de cada electrón se ve superada por la fuerza de atracción electrostática, se frena para iniciar un nuevo acercamiento al núcleo en una nueva trayectoria cuya dirección y sentido es el centro de la esfera nuclear (representada en líneas rectas de color magenta).

 

Figura 43
Figura 43

 

Esquema simplificado del modelo atómico en 2D

Para visualizar mejor cómo funciona un átomo con núcleo esférico propongo también un esquema simplificado, como el de la figura 44, que representa una sección de éste; con los nucleones repartidos uniformemente a lo largo de una circunferencia, donde se concentra la fuerza de los discos de absorción. Las ruedas que constituyen los neutrones, protones y electrones de la corteza se representan con triángulos con uno de los vértices apuntando en la dirección de su momento lineal natural, según estén orientados sus lados absorbente e impulsante; y, en la base opuesta de estos vértices, se dibuja un vector de fuerza de impulsión. Los protones sitúan su rueda neutra (el neutrino) en la capa del interior del núcleo y su positrón, en la del exterior. Los dibujo unidos a un electrón de la corteza por una línea sinuosidad verde que representa la fuerza de atracción electrostática que sienten mutuamente. El electrón sentirá la fuerza de la carga eléctrica positiva suma de los “n” protones del núcleo y el protón sentirá la de un solo electrón que esté rebotando. La energía interna de cada electrón se representa, en este ejemplo, dibujando triángulos concéntricos externos al triángulo original de mayor tamaño cuanto mayor sea su energía y escribiendo una referencia (E=1, E=2, E=3…) que no sirven más que para estimular la intuición de cuál puede ser su fuerza de impulsión en contraposición a la fuerza de atracción electrostática. Esta contraposición de fuerzas es la que mantiene los rebotes; pues estos continuarán mientras que la fuerza de atracción sea mayor, a una determinada distancia, que el impulso obtenido en el rebote, gracias a los efectos de impulsión, más el impulso extra generado continuamente por el electrón. Esto será así, en tanto en cuanto, no haya influencias externas de otros átomos o los electrones no tenga la oportunidad de capturar la suficiente energía para escapar. Por otro lado, el núcleo no es estático, vibra en función de la energía de los rebotes y la dirección de este movimiento se puede calcular para cada fracción de tiempo. La fuerza resultante de la suma vectorial de los impulsos de los rebotes representará el movimiento del núcleo; esto es debido a que el núcleo mantiene la tensión con cada electrón. Pero, cuando el aporte energético no proviene de una determinada dirección, los electrones rebotan de un protón a otro repartiendo por toda la superficie esférica su energía individual; por lo que, la vibración del núcleo, se hace homogénea y omnidireccional.

 

Figura 44
Figura 44