thumb|201x201px|El modelu teóricu actual del átomu implica un nucleu trupu arrodiáu per una "nube" probabilista d'electrones. En química y física, la teoría atómica ye una teoría científica sobre la naturaleza de la materia que sostién que ta compuesta d'unidaes discretes llamaes átomos. Empezó como conceutu filosóficu na Antigua Grecia y llogró amplia aceptación científica a principios del sieglu XIX cuando los descubrimientos nel campu de la química demostraron que la materia realmente portábase como si tuviera fecha d'átomos.
La pallabra átomu provién del axetivu en griegu antiguu atomos, que significa «indivisible». Los químicos del sieglu XIX empezaron a utilizar el términu en rellación col númberu creciente d'elementos químicos irreducibles.Berryman, Sylvia: «Ancient Atomism.» Stanford Encyclopedia of Philosophy|The Stanford Encyclopedia of Philosophy]] (Fall 2008 Edition), Edward, N. Cerca del cambéu al siguiente sieglu, al traviés de dellos esperimentos con electromagnetismu y radioactividá, los físicos afayaron que los "átomos indivisibles" yeren de fechu un conglomeráu de delles partícules subatómiques (principalmente, electrones, protones y neutrones), les que pueden esistir separaes unes d'otres. Ello ye qu'en ciertes redolaes estremes, como les estrelles de neutrones, la presión y la temperatura estremu torguen que los átomos puedan esistir n'absolutu.
Yá que s'afayó que los átomos podíen estremase, los físicos inventaron el términu «partícules elementales» pa describir les partes "indivisibles", anque non indestruyibles, d'un átomu. El campu de ciencia qu'estudia les partícules subatómiques ye la física de partícules y ye nesti campu onde los físicos esperen afayar l'auténtica naturaleza fundamental de la materia.
Atomismu filosóficu
La idea de que la materia ta fecha d'unidaes discretes ye una bien antigua y surde en munches cultures antigües como Grecia (Demócrito, Leucipo de Mileto), Roma (Lucrecio) ya India (los jainistas Ajivika y Cārvāka y les escueles Nyaya y Vaisheshika). Sicasí, estes idees tuvieron fundaes nel razonamientu filosófico y teolóxico más que na evidencia y l'esperimentación. Por cuenta de ello, nun podíen convencer a toos y l'atomismu yera una ente delles teoríes rivales sobre la naturaleza de materia. Nun foi hasta'l sieglu XIX cuando los científicos abrazaron y refinaron la idea, una y bones la floreciente ciencia de la química producieron descubrimientos que podíen esplicase fácilmente utilizando'l conceutu del átomu. Tamién, resalta la influencia del científicu serbiu Ruđer Bošković (1711-1787), primero n'esbozar una teoría atómica moderna de fundamentu newtoniano qu'establez fuercies de cohesión y de repulsión.
Dalton
Cerca del fin del sieglu XVIII dos lleis sobre reacciones químiques remanecieron ensin referise a la idea d'una teoría atómica. La primera yera la Llei de caltenimientu de la masa, formulada por Antoine Lavoisier en 1789, que declara que la masa total permanez constante tres una reacción química (esto ye, los reactantes tienen la mesma masa que los productos). La segunda yera la Llei de les proporciones constantes. Probada orixinalmente pol farmacéuticu francés Joseph Louis Proust en 1799, esta llei declara que si se descompon un compuestu nos sos elementos constituyentes, entós les mases de los elementos siempres van tener les mesmes proporciones, ensin importar la cantidá o fonte de la sustancia orixinal.Proust, Joseph Louis.
John Dalton estudió y espandió esti trabayu previu y desenvolvió la llei de les proporciones múltiples: si dos elementos pueden combinase pa formar una cantidá de compuestos posibles, entós les proporciones de les mases del segundu elementu que se combinen con una masa fixo del primer elementu van ser proporciones de númberos enteros pequeños. Por casu: Proust había estudiáu óxidos d'estañu y afayó que les sos mases yeren 88.1% estañu y 11.9% oxíxenu o 78.7% estañu y 21.3% oxíxenu (estos yeren óxidu d'estañu (II) y dióxidu d'estañu respeutivamente). Dalton notó nestos porcentaxes que 100g d'estañu va combinar con 13,5g o 27g d'oxíxenu; 13,5 y 27 formen una proporción de 1:2. Dalton afayó qu'una teoría atómica de la materia podría esplicar elegantemente esti patrón común na química. Nel casu de los óxidos d'estañu de Proust, un átomu d'estañu va combinar con unu o dos átomos d'oxíxenu.
Dalton tamién creía que la teoría atómica podía esplicar por qué l'agua absorbió gases distintos en proporciones distintes. Por casu, afayó que l'agua absorbió dióxidu de carbonu muncho meyor que'l nitróxenu.Dalton, John. Dalton hipotetizó qu'esti deber a les diferencies en masa y complexidá de les partícules de los gases respeutivos. Verdaderamente, les molécules de dióxidu de carbonu (CO2) son más pesaes y grandes que les molécules de nitróxenu (N2).
Propunxo que cada elementu químicu ta compuestu d'átomos d'un solu tipu solu y anque estos nun pueden ser alteriaos o destruyíos per medios químicos, pueden combinase pa formar estructures más complexes (compuestos químicos). Esto marca la primer teoría verdaderamente científica del átomu, yá que Dalton llogró les sos conclusiones por esperimentación y exame de los resultaos de forma empírica. thumb|Representación de dellos átomos y molécules en Un Nuevu Sistema de Filosofía Química (1808) de John Dalton. En 1803 presentó la so primer llista de pesos atómicos relativos pa un númberu de sustancies. Esti artículu publicar en 1805, pero nél Dalton nun analizó esautamente cómo llogró eses cifres.Dalton, John. El métodu foi reveláu en 1807 pol so conocíu Thomas Thomson, na tercer edición del llibru de Thomson, Un Sistema de Química. Finalmente, Dalton publicó una esplicación completa nel so propiu testu, Un Nuevu Sistema de Filosofía Química (1808 y 1810).
Dalton envaloró los pesos atómicos según les proporciones de masa en que se combinen, tomando al átomu d'hidróxenu como unidá. Sicasí, Dalton nun concibió que dellos elementos esistan n'estáu molecular: por casu l'oxíxenu puro esisti como O2. Tamién creyó equivocadamente que'l compuestu más senciellu ente dos elementos cualesquier ye siempres un átomu de cada unu (asina que pensó que l'agua yera HO, non H2O). Esto, sumáu a la crudeza del so equipamientu, malogró les sos resultaos. Por casu, en 1803 creía que los átomos d'oxíxenu yeren 5,5 vegaes más pesaos que los átomos d'hidróxenu, porque na agua midió 5,5 gramos d'oxíxenu por cada gramu d'hidróxenu y creía que la fórmula pa l'agua yera HO. Con datos meyores, en 1806 concluyó que'l pesu atómicu del oxíxenu de fechu tenía de ser 7 en cuenta de 5,5, y caltuvo esti pesu pol restu de la so vida. Otros nestos tiempos yá concluyeren que l'átomu d'oxíxenu tien que pesar 8 átomos d'hidróxenu si unu supón la fórmula de Dalton pa la molécula d'agua (HO), o 16 si unu supón la fórmula moderna (H2O).
Avogadro
El defectu na teoría de Dalton foi correxida en principiu en 1811 por Amedeo Avogadro. Avogadro propunxera que volúmenes iguales de dos gases cualesquier, en presión y temperatura igual, contienen númberos iguales de molécules (n'otres pallabres, la masa de les partícules d'un gas nun afecta'l volume qu'ocupa). La llei de Avogadro dexó-y deducir la naturaleza diatómica de numberosos gases al estudiar los volúmenes nos que reaccionen. Por casu: yá que dos llitros d'hidróxenu van reaccionar con un únicu llitru d'oxíxenu pa producir dos llitros de vapor d'agua (en temperatura y presión constantes), significa qu'una sola molécula d'oxíxenu estremar en dos pa formar dos partícules d'agua. D'esta miente Avogadro foi capaz d'ufiertar estimaciones más precises de la masa atómico del oxíxenu y dellos otros elementos y fixo una distinción clara ente molécules y átomos.
Movimientu browniano
En 1827, el botánicu británicu Robert Brown reparó que les partícules de polvu dientro de los granos de polen que llexen na agua constantemente cimblen ensin razón aparente. En 1905, Albert Einstein teorizó qu'esti movimientu browniano yera causáu pol continuu golpeteo de les molécules d'agua y desenvolvió un modelu matemáticu pa describilo. En 1908 el físicu francés Jean Perrin validar esperimentalmente, lo qu'aprovió de validación adicional a la teoría particular (y por estensión a la teoría atómica).
Descubrimientu de les partícules subatómiques
right|200px|thumb|El tubu de rayos catódicos de Thomson, nel que reparó la esviación de los rayos catódicos por un campu llétricu. Hasta 1897, creíase que los átomos yeren la división más pequeña de la materia, cuando J. J. Thomson afayó'l electrón por aciu el so esperimentu col tubu de rayos catódicos.Thomson, J. J. (1897): Cathode rays, Philosophical Magacín. El tubu de rayos catódicos qu'usó Thomson yera un recipiente zarráu de vidriu, nel cual los dos electrodos taben dixebraos por un vacíu. Cuando s'aplica una diferencia de tensión a los electrodos, xenérense rayos catódicos, que crean una rellumada fosforescente cuando topeten col estremu opuestu del tubu de cristal. Por aciu la esperimentación, Thomson afayó que los rayos esviar al aplicar un campu llétricu (amás d'esviase colos campos magnéticos, cosa que yá se sabía). Afirmó qu'estos rayos, más qu'ondes, taben compuestos por partícules cargaes negativamente a les que llamó "corpúsculos" (más tarde, otros científicos les rebautizarían como electrones).
Thomson creía que los corpúsculos surdíen de los átomos del electrodu. D'esta forma, axustó que los átomos yeren divisibles, y que los corpúsculos yeren los sos componentes. Pa esplicar la carga neutra del átomu, propunxo que los corpúsculos distribuyir n'estructures anilladas dientro d'una nube positiva uniforme; este yera'l modelu atómicu de Thomson o "modelu del plum cake".Thomson, J. J. (marzu de 1904): «On the Structure of the Atom: an Investigation of the Stability and Periods of Oscillation of a number of Corpuscles arranged at equal intervals around the Circumference of a Circle; with Application of the Results to the Theory of Atomic Structure.» Philosophical Magacín Serie 6, Vol 7, Nᵘ39.
Yá que se vio que los átomos yeren realmente divisibles, los físicos inventaron más tarde el términu "partícules elementales" pa designar a les partícules indivisibles.
Descubrimientu del nucleu
El modelu atómicu de Thomson foi refutado en 1909 por unu de los sos estudiantes, Ernest Rutherford, quien afayó que la mayor parte de la masa y de la carga positiva d'un átomu taba concentrada nuna fracción bien pequeña del so volume, que suponía que taba nel mesmu centru.
Nel so esperimentu, Hans Geiger y Ernest Marsden bombardiaron partícules alfa al traviés d'una fina llámina d'oru (que topetaríen con una pantalla fluorescente qu'asitiaren arrodiando la llámina).Geiger, H. (1910): «The Scattering of the α-Particles by Matter.» Proceedings of the Royal Society Series A 82: 495-500. Dada la mínima como masa de los electrones, la elevada masa y momentu de les partícules alfa y la distribución uniforme de la carga positiva del modelu de Thomson, estos científicos esperaben que toles partícules alfa travesaren la llámina d'oru ensin esviase, o otra manera, que fueren absorbíes. Pal so plasmu, una pequeña fracción de les partícules alfa sufrió una fuerte esviación. Esto indució a Rutherford a proponer el modelu planetariu del átomu, nel que los electrones orbitaban nel espaciu alredor d'un gran nucleu compactu, a semeyanza de los planetes y el Sol.Rutherford, Ernest (1911): «The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom.» Philosophical Magacín Serie 6, vol. 21.
Descubrimientu de los isótopos