El átomo y sus modelos: de Demócrito a Bohr y Schrödinger

Esta lección es parte de Temario de Ciencias de Ujarrás (Octavo año) Lección 17 de 25

Por Andrea del Carmen actualizado el 29 de octubre de 2026 11 min de lectura

Tu lápiz, el agua que bebes, el aire y tu propio cuerpo están formados por átomos. Son tan pequeños que nadie puede verlos a simple vista ni con un microscopio común, y sin embargo la ciencia ha logrado saber cómo están hechos por dentro gracias a los modelos del átomo. Ese conocimiento no llegó de un día para otro: se construyó durante siglos, con ideas que se probaban, se corregían y se mejoraban.

En esta lección vas a aprender qué es un átomo, cuáles son sus partículas (protones, neutrones y electrones) y cómo cambió la forma de imaginarlo desde Demócrito, en la antigua Grecia, hasta Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr y Schrödinger. También vas a aprender a dibujar el modelo de Bohr de un átomo sencillo.

Definición

Un átomo es la unidad más pequeña de un elemento químico que sigue siendo ese elemento. Tiene un núcleo muy pequeño en el centro, donde están los protones (con carga positiva) y los neutrones (sin carga), y a su alrededor se mueven los electrones (con carga negativa).

Las tres partículas del átomo#

Los protones, los neutrones y los electrones se llaman partículas subatómicas, porque son más pequeñas que el átomo. Estas son sus características:

Partícula	Carga eléctrica	Masa comparada	Dónde está
Protón (p⁺)	Positiva (+1)	Unas 1836 veces la del electrón	En el núcleo
Neutrón (n⁰)	Sin carga (0)	Casi igual a la del protón, apenas un poco mayor	En el núcleo
Electrón (e⁻)	Negativa (−1)	La más pequeña de las tres	Alrededor del núcleo

Según los valores recomendados en 2022 que publica el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos (NIST), la masa del protón es 1836,15 veces la del electrón, y la del neutrón es 1,0014 veces la del protón. En consecuencia, el núcleo, aunque ocupa una parte diminuta del átomo, reúne casi toda su masa.

La carga del protón y la del electrón tienen el mismo tamaño, pero signo contrario. En un átomo neutro hay tantos electrones como protones, así que las cargas se compensan y el átomo, en conjunto, no tiene carga.

Ejemplo. Si la masa de un electrón fuera 1, ¿cuánto valdría, aproximadamente, la masa de un neutrón?

Solución. La masa del protón sería 1836,15, y la del neutrón, 1,0014 veces la del protón: 1836,15 · 1,0014 ≈ 1838,7. Es decir, se necesitan unos 1839 electrones para igualar la masa de un solo neutrón.

Demócrito y Dalton: la materia está hecha de átomos#

La idea del átomo es muy antigua. El filósofo griego Demócrito, nacido hacia el año 460 a. C. y discípulo o compañero de Leucipo, sostuvo que la realidad está formada por átomos y vacío: partículas sólidas, indivisibles, de muchos tamaños y formas, que se mueven en un espacio vacío sin límites. La palabra «átomo» viene del griego atomos, «indivisible». Era una idea filosófica, no el resultado de experimentos.

Más de dos mil años después, el científico John Dalton (1766-1844) convirtió el átomo en una idea científica. Su teoría atómica, de comienzos del siglo XIX, quedó recogida en los volúmenes de Un nuevo sistema de filosofía química, publicados entre 1808 y 1827. Con los porcentajes de cada elemento en distintos compuestos, Dalton estimó cuánto pesan unos átomos comparados con otros: fueron los primeros pesos atómicos. En su modelo, el átomo seguía siendo indivisible y sin partes internas.

Un dato curioso: el primer trabajo que Dalton presentó a la Sociedad Literaria y Filosófica de Mánchester trató sobre la ceguera a los colores, que él mismo tenía. Por eso a esa condición a veces se le llama daltonismo.

Thomson y Rutherford: el átomo tiene partes#

En 1897, el físico británico J. J. Thomson estudió los rayos catódicos, que aparecen al aplicar un voltaje entre dos placas metálicas dentro de un tubo de vidrio con gas a baja presión. Probó que esos rayos son chorros de partículas con carga negativa, mucho más pequeñas que un átomo —los electrones—, y llegó a la conclusión de que provienen del interior de los átomos. El átomo, entonces, no era indivisible. Thomson se lo imaginó como una esfera con carga positiva extendida por todo su volumen y con los electrones incrustados: puedes pensarlo como un queque con pasas, donde la masa del queque es la carga positiva y las pasas son los electrones.

A partir de 1908, en el laboratorio de Ernest Rutherford en Mánchester, Inglaterra, Hans Geiger y luego también Ernest Marsden dispararon partículas alfa, que tienen carga positiva, contra hojas metálicas finísimas, entre ellas de oro. Si el modelo de Thomson fuera correcto, todas debían atravesar la lámina casi sin desviarse. La mayoría la atravesó, pero algunas se desviaron mucho y unas pocas rebotaron hacia atrás. Rutherford comparó su sorpresa con disparar un proyectil de artillería contra una hoja de papel de seda y ver que el proyectil se devuelve.

En un artículo de 1911, Rutherford explicó esos rebotes: la carga positiva y casi toda la masa del átomo se reúnen en una región central diminuta, a la que más tarde se dio el nombre de núcleo. Alrededor queda sobre todo espacio vacío, donde se mueven los electrones.

Ejemplo. En el experimento de Rutherford, ¿por qué la mayoría de las partículas alfa atravesó la lámina de oro sin desviarse?

Solución. Porque la mayor parte del átomo es espacio vacío. Solo las pocas partículas que pasaban muy cerca del núcleo, que es diminuto y tiene carga positiva, eran rechazadas con fuerza (las cargas iguales se repelen) y se desviaban mucho o rebotaban.

El modelo de Bohr: electrones en órbitas#

El modelo de Rutherford dejaba una pregunta: ¿cómo se mueven los electrones? En 1913, el físico danés Niels Bohr propuso que el electrón no puede girar a cualquier distancia del núcleo: solo puede ocupar algunas órbitas, y a cada una le corresponde una energía determinada. Si el electrón pasa de una órbita más energética a otra menos energética, entrega la energía sobrante como radiación, por ejemplo, luz. Con esa idea se entiende por qué cada elemento emite luz solo de ciertos colores. Por sus estudios sobre la estructura de los átomos recibió el Premio Nobel de Física de 1922.

Cómo dibujar el modelo de Bohr#

Busca el número atómico del elemento: es la cantidad de protones, y en un átomo neutro también la de electrones.
Calcula los neutrones restando el número atómico al número másico del isótopo (neutrones = número másico − número atómico).
Dibuja el núcleo y escribe dentro la cantidad de protones y de neutrones.
Dibuja las órbitas como círculos alrededor del núcleo y coloca los electrones de adentro hacia afuera. Para los primeros 18 elementos basta esta regla: hasta 2 electrones en la primera órbita, hasta 8 en la segunda y hasta 8 en la tercera.

Átomo (isótopo más común)	Protones	Neutrones	Electrones por órbita
Litio-7	3	4	2, 1
Carbono-12	6	6	2, 4
Oxígeno-16	8	8	2, 6
Sodio-23	11	12	2, 8, 1
Argón-40	18	22	2, 8, 8

Los isótopos de la tabla son los más abundantes en la naturaleza, según las composiciones isotópicas del NIST: por ejemplo, el 92,41 % de los átomos de litio son litio-7, y todo el sodio natural es sodio-23.

Ejemplo. Dibuja el modelo de Bohr de un átomo de aluminio-27, si el aluminio tiene número atómico 13.

Solución. Tiene 13 protones y, como es neutro, 13 electrones. Los neutrones son 27 − 13 = 14. En el núcleo se escribe 13 p⁺ y 14 n⁰. Los electrones se reparten así: 2 en la primera órbita, 8 en la segunda y los 3 restantes en la tercera (2 + 8 + 3 = 13).

Schrödinger y el modelo actual#

Las cuentas de Bohr acertaban con el hidrógeno, que tiene un solo electrón, pero no servían bien para átomos más complejos. En 1926, el físico austríaco Erwin Schrödinger partió de la idea de que el electrón se comporta como partícula y también como onda, y escribió una ecuación que permite calcular con exactitud las energías que pueden tener los electrones de un átomo. Por ese trabajo compartió el Premio Nobel de Física de 1933.

En el modelo actual, que nace de esa ecuación, el electrón ya no sigue una órbita circular como un planeta. Se habla de regiones en las que hay más probabilidad de hallarlo, que suelen dibujarse como una nube alrededor del núcleo. Lo que sí se mantiene de Bohr es la idea de que el electrón solo puede tener ciertas energías.

Faltaba una pieza: el neutrón. Rutherford había sospechado que en el núcleo existía una partícula sin carga, y en 1932 James Chadwick lo comprobó: la radiación que salía del berilio bombardeado con partículas alfa estaba formada por partículas neutras, de masa casi igual a la del protón. Con ella quedó completo el cuadro de las tres partículas que se estudian en octavo año.

Por qué vale la pena conocer esta historia#

Cada modelo explicó lo que el anterior no podía, y ninguno fue un capricho: todos se apoyaron en experimentos. Comprender el átomo hizo posible entender la electricidad, la luz que emiten los elementos y la química de los materiales que usamos a diario. Es un buen ejemplo de cómo funciona el trabajo científico: muchas personas, en distintos países y épocas, corrigiendo y mejorando las ideas de quienes vinieron antes.

Ejemplo. ¿Cuántos años pasaron entre el descubrimiento del electrón y la ecuación de Schrödinger? ¿Y entre el modelo de Rutherford y el de Bohr?

Solución. Del electrón (1897) a la ecuación de Schrödinger (1926) pasaron 1926 − 1897 = 29 años. Del modelo de Rutherford (1911) al de Bohr (1913), solo 1913 − 1911 = 2 años. En pocas décadas cambió por completo la forma de imaginar el átomo.

Ponte a prueba#

¿Qué diferencia hay entre la idea de átomo de Demócrito y la de Dalton?#

Los dos pensaban que la materia está formada por átomos indivisibles, pero Demócrito llegó a esa idea razonando, como filósofo, sin experimentos. Dalton, en cambio, a inicios del siglo XIX, la convirtió en una teoría científica: la apoyó en mediciones de cuánto de cada elemento hay en los compuestos y con ellas estimó pesos atómicos. Para ninguno de los dos el átomo tenía partes internas.

¿Qué descubrió el experimento de la lámina de oro sobre el átomo?#

Mostró que el átomo tiene en el centro un núcleo diminuto que reúne la carga positiva y casi toda la masa, y que el resto es sobre todo espacio vacío. Por eso la mayoría de las partículas alfa atravesó la lámina, mientras que unas pocas, al pasar cerca del núcleo positivo, se desviaron mucho o rebotaron. Así Rutherford, en 1911, dejó atrás el modelo de Thomson.

¿Cómo se reparten los electrones de un átomo neutro de nitrógeno, con número atómico 7, en el modelo de Bohr?#

Un átomo neutro de nitrógeno tiene 7 protones y, por lo tanto, 7 electrones. En la primera órbita caben hasta 2, así que allí van 2. Los 5 restantes van en la segunda órbita, donde caben hasta 8. La distribución es 2, 5, y la suma 2 + 5 = 7 coincide con el número atómico.

¿Por qué casi toda la masa de un átomo está en el núcleo?#

Porque en el núcleo están los protones y los neutrones, que son mucho más pesados que los electrones. Según el NIST, un protón tiene unas 1836 veces la masa de un electrón, y el neutrón es apenas un poco más pesado que el protón. Los electrones, aunque ocupan casi todo el espacio del átomo, aportan muy poca masa.