el átomo

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El átomo (del latín atŏmum, y este del griego ἄτομον 'sin partes, indivisible') es un constituyente de la materia ordinaria, con propiedades químicas bien definidas, formado a su vez por constituyentes más elementales sin propiedades químicas bien definidas. Cada elemento químico está formado por átomos del mismo tipo (con la misma estructura electrónica básica), y que no es posible dividir mediante procesos químicos . Actualmente se conoce que el átomo está compuesto por un núcleo atómico , en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de electrones . Esto fue descubierto a principios del siglo XX, ya que durante el siglo XIX se había pensado que los átomos eran indivisibles, de ahí su nombre a-tómo- 'sin división'. Poco después se descubrió que también el núcleo está formado por partes, como los protones , con carga positiva , y neutrones , eléctricamente neutros. nota 1 Los electrones , cargados negativamente, permanecen ligados a este mediante la fuerza electromagnética . Los átomos se clasifican de acuerdo al número de protones y neutrones que contenga su núcleo. El número de protones o número atómico determina su elemento químico , y el número de neutrones determina su isótopo . Un átomo con el mismo número de protones que de electrones es eléctricamente neutro. Si por el contrario posee un exceso de protones o de electrones, su carga neta es positiva o negativa, y se denomina ion . El nombre «átomo» proviene del latín atomum, y este del griego ἄτομον 'sin porciones, indivisible'; también, se deriva de a- ('no') y tómo (divisible). 1 El concepto de átomo como bloque básico e indivisible que compone la materia deluniverso fue postulado por la escuela atomista en la Antigua Grecia. Sin embargo, no fueron considerados seriamente por los científicos hasta el siglo XIX, cuando fueron introducidos para explicar ciertas leyes químicas. Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas. 2 3 Los átomos son objetos muy pequeños con masas igualmente minúsculas: su diámetro y masa son del orden de la billonésima parte de un metro y cuatrillonésima parte de un gramo. Solo pueden ser observados mediante instrumentos especiales tales como un microscopio de efecto túnel. Más de un 99,94 % de la masa del átomo está concentrada en su núcleo, en general repartida de manera aproximadamente equitativa entre protones y neutrones. El núcleo de un átomo puede ser inestable y sufrir una transmutación mediante desintegración radioactiva. Los electrones

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El átomo constituyente de la materia ordinaria, con propiedades químicas bien definidas, formado a su vez por constituyentes más elementales sin propiedades químicas bien definidas. Cada elemento químico está formado por átomos del mismo tipo (con la misma estructura electrónica básica), y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

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Eltomo(dellatnatmum,y estedelgriego 'sin partes, indivisible') es un constituyente de lamateriaordinaria, con propiedades qumicas bien definidas, formado a su vez por constituyentes ms elementales sin propiedades qumicas bien definidas. Cadaelemento qumicoest formado por tomos del mismo tipo (con la misma estructura electrnica bsica), y que no es posible dividir medianteprocesos qumicos.Actualmente se conoce que el tomo est compuesto por unncleo atmico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de unanube de electrones. Esto fue descubierto a principios del siglo XX, ya que durante el siglo XIX se haba pensado que los tomos eran indivisibles, de ah su nombrea-tmo-'sin divisin'. Poco despus se descubri que tambin el ncleo est formado por partes, como losprotones, concarga positiva, yneutrones, elctricamente neutros.nota 1Loselectrones, cargados negativamente, permanecen ligados a este mediante lafuerza electromagntica.Los tomos se clasifican de acuerdo al nmero de protones y neutrones que contenga su ncleo. El nmero de protones onmero atmicodetermina suelemento qumico, y el nmero de neutrones determina suistopo. Un tomo con el mismo nmero de protones que de electrones es elctricamente neutro. Si por el contrario posee un exceso de protones o de electrones, su carga neta es positiva o negativa, y se denominaion.El nombre tomo proviene dellatnatomum, y este delgriego 'sin porciones, indivisible'; tambin, se deriva dea-('no') ytmo(divisible).1El concepto de tomo como bloque bsico e indivisible que compone lamateriadeluniversofue postulado por laescuela atomistaen laAntigua Grecia. Sin embargo, no fueron considerados seriamente por los cientficos hasta elsiglo XIX, cuando fueron introducidos para explicar ciertas leyes qumicas. Con el desarrollo de lafsica nuclearen elsiglo XXse comprob que el tomo puede subdividirse enpartculasms pequeas.23Los tomos son objetos muy pequeos con masas igualmente minsculas: su dimetro y masa son del orden de la billonsima parte de unmetroy cuatrillonsima parte de ungramo. Solo pueden ser observados mediante instrumentos especiales tales como unmicroscopio de efecto tnel. Ms de un 99,94% de la masa del tomo est concentrada en su ncleo, en general repartida de manera aproximadamente equitativa entre protones y neutrones. El ncleo de un tomo puede ser inestable y sufrir unatransmutacinmediantedesintegracin radioactiva. Los electrones en la nube del tomo estn repartidos en distintos niveles de energa uorbitales, y determinan las propiedades qumicas del mismo. Las transiciones entre los distintos niveles dan lugar a la emisin o absorcin deradiacin electromagnticaen forma defotones, y son la base de laespectroscopia.Estructura atmicaPartculas subatmicasVase tambin:Partculas subatmicasA pesar de quetomosignifica indivisible, en realidad est formado por varias partculas subatmicas. El tomo contieneprotones,neutronesyelectrones, con la excepcin delhidrgeno-1, que no contiene neutrones, y del catin hidrgeno ohidrn, que no contiene electrones. Los protones y neutrones del tomo se denominannucleones, por formar parte del ncleo atmico.El electrn es la partcula ms ligera de cuantas componen el tomo, con una masa de 9,11 1031kg. Tiene una carga elctrica negativa, cuya magnitud se define como lacarga elctrica elemental, y se ignora si posee subestructura, por lo que se lo considera unapartcula elemental. Los protones tienen una masa de 1,67 1027kg, 1836 veces la del electrn, y una carga positiva opuesta a la de este. Los neutrones tienen un masa de 1,69 1027kg, 1839 veces la del electrn, y no poseen carga elctrica. Las masas de ambos nucleones son ligeramente inferiores dentro del ncleo, debido a laenerga potencialdel mismo; y sus tamaos son similares, con un radio del orden de 8 1016m o 0,8femtmetros(fm).4El protn y el neutrn no sonpartculas elementales, sino que constituyen unestado ligadodequarksuyd, partculas fundamentales recogidas en elmodelo estndarde la fsica de partculas, con cargas elctricas iguales a +2/3 y 1/3 respectivamente, respecto de la carga elemental. Un protn contiene dosquarksuy unquarkd, mientras que el neutrn contiene dosdy unu, en consonancia con la carga de ambos. Los quarks se mantienen unidos mediante lafuerza nuclear fuerte, mediada porgluonesdel mismo modo que la fuerza electromagntica est mediada por fotones. Adems de estas, existen otras partculas subatmicas en el modelo estndar: ms tipos de quarks,leptonescargados (similares al electrn), etc.El ncleo atmicoArtculo principal:Ncleo atmicoLos protones y neutrones de un tomo se encuentran ligados en el ncleo atmico, la parte central del mismo. El volumen del ncleo es aproximadamente proporcional al nmero total de nucleones, elnmero msicoA,5lo cual es mucho menor que el tamao del tomo, cuyoradioes del orden de 105fm o 1ngstrm(). Los nucleones se mantienen unidos mediante lafuerza nuclear, que es mucho ms intensa que la fuerza electromagntica a distancias cortas, lo cual permite vencer la repulsin elctrica entre los protones.6Los tomos de un mismoelementotienen el mismo nmero de protones, que se denominanmero atmicoy se representa porZ. Los tomos de un elemento dado pueden tener distinto nmero de neutrones: se dice entonces que sonistopos. Ambos nmeros conjuntamente determinan elnclido.El ncleo atmico puede verse alterado por procesos muy energticos en comparacin con lasreacciones qumicas. Los ncleos inestables sufrendesintegracionesque pueden cambiar su nmero de protones y neutrones emitiendoradiacin. Un ncleo pesado puedefisionarseen otros ms ligeros en unareaccin nuclearoespontneamente. Mediante una cantidad suficiente de energa, dos o ms ncleos puedenfusionarseen otro ms pesado.En tomos con nmero atmico bajo, los ncleos con una cantidad distinta de protones y neutrones tienden a desintegrarse en ncleos con proporciones ms parejas, ms estables. Sin embargo, para valores mayores del nmero atmico, la repulsin mutua de los protones requiere una proporcin mayor de neutrones para estabilizar el ncleo.7Nube de electronesArtculo principal:Nube de electrones

Los cinco primeros orbitales atmicos.Los electrones en el tomo son atrados por los protones a travs de la fuerza electromagntica. Esta fuerza los atrapa en unpozo de potencialelectrosttico alrededor del ncleo, lo que hace necesaria una fuente de energa externa para liberarlos. Cuanto ms cerca est un electrn del ncleo, mayor es la fuerza atractiva, y mayor por tanto la energa necesaria para que escape.Los electrones, como otras partculas, presentan simultneamente propiedades departcula puntual y de onda, y tienden a formar un cierto tipo deonda estacionariaalrededor del ncleo, en reposo respecto de este. Cada una de estas ondas est caracterizada por unorbital atmico, una funcin matemtica que describe la probabilidad de encontrar al electrn en cada punto del espacio. El conjunto de estos orbitales es discreto, es decir, puede enumerarse, como es propio en todo sistema cuntico. Lanube de electroneses la regin ocupada por estas ondas, visualizada como una densidad de carga negativa alrededor del ncleo.Cada orbital corresponde a un posible valor de energa para los electrones, que se reparten entre ellos. Elprincipio de exclusin de Pauliprohbe que ms de dos electrones se encuentren en el mismo orbital. Pueden ocurrir transiciones entre los distintos niveles de energa: si un electrn absorbe un fotn con energa suficiente, puede saltar a un nivel superior; tambin desde un nivel ms alto puede acabar en un nivel inferior, radiando el resto de la energa en un fotn. Las energas dadas por las diferencias entre los valores de estos niveles son las que se observan en laslneas espectralesdel tomo.Propiedades atmicasMasaLa mayor parte de la masa del tomo viene de los nucleones, los protones y neutrones del ncleo. Tambin contribuyen en una pequea parte la masa de los electrones, y la energa de ligadura de los nucleones, en virtud de laequivalencia entre masa y energa. Launidad de masaque se utiliza habitualmente para expresarla es launidad de masa atmica(u). Esta se define como la doceava parte de la masa de un tomo neutro decarbono-12libre, cuyo ncleo contiene 6 protones y 6 neutrones, y equivale a 1,66 1027kg aproximadamente. En comparacin el protn y el neutrn libres tienen una masa de 1,007 y 1,009 u. La masa de un tomo es entonces aproximadamente igual al nmero de nucleones en su ncleo el nmero msico multiplicado por la unidad de masa atmica. El tomo estable ms pesado es elplomo-208, con una masa de 207,98 u.8Enqumicase utiliza tambin elmolcomo unidad de masa. Un mol de tomos de cualquier elemento equivale siempre al mismo nmero de estos (6,022 1023), lo cual implica que un mol de tomos de un elemento con masa atmica de 1 u pesa aproximadamente 1 gramo. En general, un mol de tomos de un cierto elemento pesa de forma aproximada tantos gramos como la masa atmica de dicho elemento.TamaoArtculo principal:Radio atmicoLos tomos no estn delimitados por una frontera clara, por lo que su tamao se equipara con el de su nube electrnica. Sin embargo, tampoco puede establecerse una medida de esta, debido a las propiedades ondulatorias de los electrones. En la prctica, se define elradio atmicoestimndolo en funcin de algn fenmeno fsico, como la cantidad y densidad de tomos en un volumen dado, o la distancia entre dos ncleos en unamolcula.Los diversos mtodos existentes arrojan valores para el radio atmico de entre 0,5 y 5 . Dentro de latabla peridicade los elementos, el tamao de los tomos tiende a disminuir a lo largo de unperiodouna fila, para aumentar sbitamente al comienzo de uno nuevo, a medida que los electrones ocupan niveles de energa ms altos.9Las dimensiones del tomo son miles de veces ms pequeas que lalongitud de ondade laluz(400-700nm) por lo que estos no pueden ser observados utilizando instrumentos pticos. En comparacin, el grosor de uncabello humanoes equivalente a un milln de tomos decarbono. Si una manzana fuera del tamao de laTierra, los tomos en ella seran tan grandes como la manzana original.10Niveles de energaArtculos principales:Nivel de energayLnea espectral.Un electrn ligado en el tomo posee unaenerga potencialinversamente proporcional a su distancia al ncleo y de signo negativo, lo que quiere decir que esta aumenta con la distancia. La magnitud de esta energa es la cantidad necesaria para desligarlo, y la unidad usada habitualmente para expresarla es elelectrnvoltio(eV). En el modelo mecanocuntico solo hay un conjunto discreto de estados o niveles en los que un electrn ligado puede encontrarse es decir, enumerables, cada uno con un cierto valor de la energa. El nivel con el valor ms bajo se denomina elestado fundamental, mientras que el resto se denominan estados excitados.Cuando un electrn efecta una transicin entre dos estados distintos, absorbe o emite un fotn, cuya energa es precisamente la diferencia entre los dos niveles. La energa de un fotn es proporcional a sufrecuencia, as que cada transicin se corresponde con una banda estrecha delespectro electromagnticodenominadalnea espectral.

Un ejemplo de lneas de absorcin en un espectroCada elemento qumico posee un espectro de lneas caracterstico. Estas se detectan como lneas de emisin en la radiacin de los tomos del mismo. Por el contrario, si se hace pasar radiacin con un espectro de frecuencias continuo a travs de estos, los fotones con la energa adecuada son absorbidos. Cuando los electrones excitados decaen ms tarde, emiten en direcciones aleatorias, por lo que las frecuencias caractersticas se observan como lneas de absorcin oscuras. Lasmedidas espectroscpicasde la intensidad y anchura de estas lneas permite determinar la composicin de una sustancia.Algunas lneas espectrales se presentan muy juntas entre s, tanto que llegaron a confundirse con una sola histricamente, hasta que fue descubierta su subestructura oestructura fina. La causa de este fenmeno se encuentra en las diversas correcciones a considerar en la interaccin entre los electrones y el ncleo. Teniendo en cuenta tan solo la fuerza electrosttica, ocurre que algunas de las configuraciones electrnicas pueden tener la misma energa aun siendo distintas. El resto de pequeos efectos y fuerzas en el sistema electrn-ncleo rompe esta redundancia odegeneracin, dando lugar a la estructura fina. Estos incluyen las correccionesrelativistasal movimiento de electrn, la interaccin de sumomento magnticocon el campo elctrico y con el ncleo, etc.11Adems, en presencia de un campo externo los niveles de energa se ven modificados por la interaccin del electrn con este, en general produciendo o aumentando la divisin entre los niveles de energa. Este fenmeno se conoce comoefecto Starken el caso de un campo elctrico, yefecto Zeemanen el caso de un campo magntico.Las transiciones de un electrn a un nivel superior ocurren en presencia de radiacin electromagntica externa, que provoca la absorcin del fotn necesario. Si la frecuencia de dicha radiacin es muy alta, el fotn es muy energtico y el electrn puede liberarse, en el llamadoefecto fotoelctrico.Las transiciones a un nivel inferior pueden ocurrir de manera espontnea, emitiendo la energa mediante un fotn saliente; o de maneraestimulada, de nuevo en presencia de radiacin. En este caso, un fotn entrante apropiado provoca que el electrn decaiga a un nivel con una diferencia de energa igual a la del fotn entrante. De este modo, se emite un fotn saliente cuya onda asociada est sincronizada con la del primero, y en la misma direccin. Este fenmeno es la base dellser.Interacciones elctricas entre protones y electronesAntes delexperimento de Rutherfordla comunidad cientfica aceptaba elmodelo atmico de Thomson, situacin que vari despus de la experiencia deErnest Rutherford. Los modelos posteriores se basan en una estructura de los tomos con una masa central cargada positivamente rodeada de una nube de carga negativa.12Este tipo de estructura del tomo llev a Rutherford a proponer su modelo en que los electrones se moveran alrededor del ncleo en rbitas. Este modelo tiene una dificultad proveniente del hecho de que una partcula cargada acelerada, como sera necesario para mantenerse en rbita, radiara radiacin electromagntica, perdiendo energa. Lasleyes de Newton, junto con lasecuaciones de Maxwelldel electromagnetismo aplicadas al tomo de Rutherford llevan a que en un tiempo del orden de 1010s, toda la energa del tomo se habra radiado, con la consiguiente cada de los electrones sobre el ncleo.13Historia de la teora atmicaArtculo principal:Historia de la teora atmicaEl concepto de tomo existe desde laAntigua Greciapropuesto por los filsofos griegosDemcrito,LeucipoyEpicuro, sin embargo, no se gener el concepto por medio de la experimentacin sino como una necesidad filosfica que explicara la realidad, ya que, como proponan estos pensadores, la materia no poda dividirse indefinidamente, por lo que deba existir una unidad o bloque indivisible e indestructible que al combinarse de diferentes formas creara todos los cuerpos macroscpicos que nos rodean.14El siguiente avance significativo no se realiz hasta que en1773el qumico francsAntoine-Laurent de Lavoisierpostul su enunciado: La materia no se crea ni se destruye, simplemente se transforma. La ley de conservacin de la masa oley de conservacin de la materia; demostrado ms tarde por los experimentos del qumico inglsJohn Daltonquien en1804, luego de medir la masa de los reactivos y productos de una reaccin, y concluy que las sustancias estn compuestas de tomos esfricos idnticos para cada elemento, pero diferentes de un elemento a otro.15Luego en1811, el fsico italianoAmedeo Avogadro, postul que a una temperatura, presin y volumen dados, un gas contiene siempre el mismo nmero de partculas, sean tomos o molculas, independientemente de la naturaleza del gas, haciendo al mismo tiempo la hiptesis de que los gases sonmolculaspoliatmicas con lo que se comenz a distinguir entre tomos y molculas.16El qumico rusoDmtri Ivnovich Mendelyevcre en1869una clasificacin de los elementos qumicos en orden creciente de su masa atmica, remarcando que exista una periodicidad en las propiedades qumicas. Este trabajo fue el precursor de latabla peridicade los elementos como la conocemos actualmente.17La visin moderna de su estructura interna tuvo que esperar hasta elexperimento de Rutherforden1911. Este experimento llev almodelo atmico de Rutherfordque no poda explicar adecuadamente laestabilidad de los tomosni los espectros atmicos, por lo queNiels Bohrformul sumodelo atmico de Bohren trminos heursticos, que daba cuenta de esos hechos sin explicarlos convemientemente. Posteriores descubrimientos cientficos, como lateora cuntica, y avances tecnolgicos, como elmicroscopio electrnico, han permitido conocer con mayor detalle las propiedades fsicas y qumicas de los tomos.18Evolucin del modelo atmico

Los elementos bsicos de la materia son tres.

Cuadro general de las partculas, quarks y leptones.

Tamao relativo de las diferentes partculas atmicas.La concepcin del tomo que se ha tenido a lo largo de la historia ha variado de acuerdo a los descubrimientos realizados en el campo de la fsica y la qumica. A continuacin se har una exposicin de los modelos atmicos propuestos por los cientficos de diferentes pocas. Algunos de ellos son completamente obsoletos para explicar los fenmenos observados actualmente, pero se incluyen a manera de resea histrica.Modelo de DaltonArtculo principal:Modelo atmico de John DaltonFue el primer modelo atmico con bases cientficas, fue formulado en1803porJohn Dalton, quien imaginaba a los tomos como diminutas esferas.19Este primer modelo atmico postulaba: La materia est formada por partculas muy pequeas llamadas tomos, que son indivisibles y no se pueden destruir. Los tomos de un mismo elemento son iguales entre s, tienen su propio peso y cualidades propias. Los tomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes. Los tomos permanecen sin divisin, aun cuando se combinen en las reacciones qumicas. Los tomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples. Los tomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar ms de un compuesto. Los compuestos qumicos se forman al unirse tomos de dos o ms elementos distintos.Sin embargo desapareci ante el modelo de Thomson ya que no explica los rayos catdicos, la radioactividad ni la presencia de los electrones (e-) o protones(p+).Diferencia entre los bariones y los mesones.Diferencia entre fermiones y bosones.

Modelo de ThomsonArtculo principal:Modelo atmico de Thomson

Modelo atmico de Thomson.Luego del descubrimiento del electrn en1897porJoseph John Thomson, se determin que la materia se compona de dos partes, una negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban segn este modelo inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel (de la analoga del inglsplum-pudding model) o uvas en gelatina. PosteriormenteJean Perrinpropuso un modelo modificado a partir del de Thomson donde las pasas (electrones) se situaban en la parte exterior del pastel (la carga positiva).Para explicar la formacin de iones, positivos y negativos, y la presencia de los electrones dentro de la estructura atmica, Thomson ide un tomo parecido a un pastel de frutas. Una nube positiva que contena las pequeas partculas negativas (los electrones) suspendidos en ella. El nmero de cargas negativas era el adecuado para neutralizar la carga positiva. En el caso de que el tomo perdiera un electrn, la estructura quedara positiva; y si ganaba, la carga final sera negativa. De esta forma, explicaba la formacin de iones; pero dej sin explicacin la existencia de las otras radiaciones.Modelo de RutherfordArtculo principal:Modelo atmico de Rutherford

Modelo atmico de Rutherford.Este modelo fue desarrollado por el fsicoErnest Rutherforda partir de los resultados obtenidos en lo que hoy se conoce como elexperimento de Rutherforden 1911. Representa un avance sobre el modelo de Thomson, ya que mantiene que el tomo se compone de una parte positiva y una negativa, sin embargo, a diferencia del anterior, postula que la parte positiva se concentra en un ncleo, el cual tambin contiene virtualmente toda la masa del tomo, mientras que los electrones se ubican en una corteza orbitando al ncleo en rbitas circulares o elpticas con un espacio vaco entre ellos. A pesar de ser un modelo obsoleto, es la percepcin ms comn del tomo del pblico no cientfico.Rutherford predijo la existencia del neutrn en el ao1920, por esa razn en el modelo anterior (Thomson), no se habla de ste.Por desgracia, el modelo atmico de Rutherford presentaba varias incongruencias: Contradeca las leyes delelectromagnetismodeJames Clerk Maxwell, las cuales estaban muy comprobadas mediante datos experimentales. Segn las leyes de Maxwell, una carga elctrica en movimiento (en este caso el electrn) debera emitir energa constantemente en forma deradiaciny llegara un momento en que el electrn caera sobre el ncleo y la materia se destruira. Todo ocurrira muy brevemente. No explicaba losespectros atmicos.Modelo de BohrArtculo principal:Modelo atmico de Bohr

Modelo atmico de Bohr.Este modelo es estrictamente un modelo del tomo de hidrgeno tomando como punto de partida el modelo de Rutherford,Niels Bohrtrata de incorporar los fenmenos de absorcin y emisin de los gases, as como la nuevateora de la cuantizacin de la energadesarrollada porMax Plancky el fenmeno delefecto fotoelctricoobservado porAlbert Einstein.El tomo es un pequeo sistema solar con un ncleo en el centro y electrones movindose alrededor del ncleo en rbitas bien definidas. Las rbitas estn cuantizadas (los e- pueden estar solo en ciertas rbitas) Cada rbita tiene una energa asociada. La ms externa es la de mayor energa. Los electrones no radian energa (luz) mientras permanezcan en rbitas estables. Los electrones pueden saltar de una a otra rbita. Si lo hace desde una de menor energa a una de mayor energa absorbe un cuanto de energa (una cantidad) igual a la diferencia de energa asociada a cada rbita. Si pasa de una de mayor a una de menor, pierde energa en forma de radiacin (luz).El mayor xito de Bohr fue dar la explicacin al espectro de emisin del hidrgeno. Pero solo la luz de este elemento. Proporciona una base para el carcter cuntico de la luz, el fotn es emitido cuando un electrn cae de una rbita a otra, siendo un pulso de energa radiada.Bohr no pudo explicar la existencia de rbitas estables y para la condicin de cuantizacin.Bohr encontr que el momento angular del electrn es h/2 por un mtodo que no puede justificar.Modelo de SchrdingerArtculo principal:Modelo atmico de Schrdinger

Densidad de probabilidad de ubicacin de un electrn para los primeros niveles de energa.Despus de queLouis-Victor de Brogliepropuso lanaturaleza ondulatoria de la materiaen1924, la cual fue generalizada porErwin Schrdingeren1926, se actualiz nuevamente el modelo del tomo.En el modelo de Schrdinger se abandona la concepcin de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al ncleo, que es una extrapolacin de la experiencia a nivel macroscpico hacia las diminutas dimensiones del tomo. En vez de esto, Schrdinger describe a los electrones por medio de unafuncin de onda, el cuadrado de la cual representa laprobabilidad de presenciaen una regin delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce comoorbital. La grfica siguiente muestra los orbitales para los primeros niveles de energa disponibles en el tomo de hidrgeno.

Modelo de DiracArtculo principal:Modelo atmico de DiracEl modelo de Dirac usa supuestos muy similares almodelo de Schrdingeraunque su punto de partida es una ecuacin relativista para la funcin de onda, laecuacin de Dirac. El modelo de Dirac permite incorporar de manera ms natural elespndel electrn. Predice niveles energticos similares al modelo de Schrdinger proporcionando las correcciones relativistas adecuadas.Modelos posterioresTras el establecimiento de la ecuacin de Dirac, la teora cuntica evolucion hasta convertirse propiamente en unateora cuntica de campos. Los modelos surgidos a partir de los aos 1960 y 1970 permitieron construir teoras de las interacciones de los nucleones. La vieja teora atmica qued confinada a la explicacin de la estructura electrnica que sigue siendo explicada de manera adecuada mediante el modelo de Dirac complementado con correcciones surgidas de laelectrodinmica cuntica. Debido a la complicacin de las interacciones fuertes slo existen modelos aproximados de la estructura del ncleo atmico. Entre los modelos que tratan de dar cuenta de la estructura del ncleo atmico estn elmodelo de la gota lquiday elmodelo de capas.Posteriormente, a partir de los aos 1960 y 1970, aparecieron evidencias experimentales y modelos tericos que sugeran que los propios nucleones (neutrones, protones) y mesones (piones) que constituyen el ncleo atmico estaran formados por constituyentes ferminicos ms elementales denominadosquarks. Lainteraccin fuerteentre quarks entraa problemas matemticos complicados, algunos an no resueltos de manera exacta. En cualquier caso lo que se conoce hoy en da deja claro que la estructura del ncleo atmico y de las propias partculas que forman el ncleo son mucho ms complicadas que la estructura electrnica de los tomos. Dado que las propiedades qumicas dependen exclusivamente de las propiedades de la estructura electrnica, se considera que las teoras actuales explican satisfactoriamente las propiedades qumicas de la materia, cuyo estudio fue el origen del estudio de la estructura atmica.