Proyecto: “La verdad sobre lo que comes: Alimentación Saludable, Energía y Nutrientes”

PDA. • Reconoce los saberes de pueblos y culturas acerca de la diversidad de los alimentos y su importancia en el diseño de menús, orientados a una dieta saludable, acorde al contexto. • Explica cómo obtiene la energía el cuerpo humano, a partir de los nutrimentos e identifica los alimentos que los contienen. • Valora la importancia de vitaminas, minerales y agua simple potable, para el adecuado funcionamiento del cuerpo humano, e identifica los impactos de su deficiencia. • Analiza el aporte energético de los alimentos y lo relaciona con las actividades físicas personales, a fin de tomar decisiones vinculadas a una dieta saludable.

Objetivos del Proyecto 1. Investigar y reconocer los saberes de los pueblos sobre la diversidad de los alimentos y su impacto en la alimentación saludable. 2. Explicar cómo el cuerpo obtiene energía a partir de los nutrientes y su función en el organismo. 3. Analizar la importancia de vitaminas, minerales y agua para la salud, identificando los efectos de su deficiencia. 4. Relacionar el aporte energético de los alimentos con el nivel de actividad física y tomar decisiones para una dieta equilibrada.

Metas ✔️ Los estudiantes investigan y presentan un análisis de la alimentación en diferentes culturas. ✔️ Elaboran un menú saludable basado en conocimientos científicos y culturales. ✔️ Aplican cálculos matemáticos para evaluar el aporte energético de los alimentos y su relación con la actividad física. ✔️ Diseñan un recetario digital o físico con platillos balanceados. ✔️ Exponen sus hallazgos en un formato innovador como una feria científica, infografía.

Nutrición y sus características.

 La nutrición es el conjunto de procesos involucrados en la obtención, en la asimilación y metabolismo de los alimentos por el organismo. Por su parte los nutrimentos son sustancias orgánicas que incluyen a las proteínas, lípidos, carbohidratos, vitaminas, agua; e inorgánicas como los minerales, que se consumen normalmente como un componente de un alimento o bebida que proporciona energía; también puede ser necesaria para el crecimiento, el desarrollo y el mantenimiento de la vida.

Los nutrimentos son los principios básicos de toda dieta o plan de alimentación, y su valor está basado en la cantidad y calidad de sustancias nutricias que contienen. Algunos de estos nutrimentos son esenciales para el organismo, pues la única forma de obtenerlos es a través de los alimentos, pues no puede producirlos. Como ejemplos existen algunos aminoácidos y ácidos grasos, todos los minerales y la mayoría de las vitaminas. Otros nutrimentos pueden ser no esenciales, ya que el organismo puede producirlos a partir de otros, entre ellos encontramos los carbohidratos, algunos aminoácidos y ácidos grasos.

Los minerales y las vitaminas son un tema que no se profundizó en el recurso que acabas de consultar, por ello, a continuación te proporcionamos más información al respecto.

Los minerales son sustancias inorgánicas que no proporcionan energía, pero son útiles para funciones específicas de las células. Constituyen el 4% de la masa corporal total y están más concentrados en los huesos. Se debe asegurar la ingestión de alimentos que aporten la suficiente cantidad de minerales que requiere el organismo. El exceso de la mayoría de los minerales se excreta en la orina y las heces. 

Los minerales se clasifican en macrominerales y oligoelementos, con base en la cantidad que el cuerpo necesita.

• Macrominerales: el cuerpo los necesita en grandes cantidades, como el calcio, fósforo, magnesio, sodio, potasio, cloro y azufre.
• Oligoelementos: son necesarios en pequeñas cantidades, como el hierro, manganeso, cobre, yodo, zinc, cobalto, flúor y selenio.

Para conocer más sobre los macrominerales, coloca el cursor encima del siguiente recuadro que dice “macrominerales”.

Macrominerales

Las vitaminas son nutrientes orgánicos que no proporcionan energía y son requeridas en pequeñas cantidades para mantener el crecimiento y el metabolismo normal. Además, se necesitan para la función de algunas enzimas y, por ello, se conocen como coenzimas. La mayor parte de las vitaminas no se pueden sintetizar en el cuerpo y deben ingerirse con los alimentos; ningún alimento contiene todas las vitaminas requeridas y por esta razón se debe ingerir una dieta variada. Las vitaminas se dividen en dos grandes grupos:

• Vitaminas liposolubles: son la A, D, E y K; se absorben junto con otros lípidos de la dieta en el intestino delgado. Las vitaminas liposolubles  se pueden almacenar en células, en particular en los hepatocitos. 
• Vitaminas hidrosolubles: son el grupo de la B y la C, que se disuelven en los líquidos corporales. El exceso de estas vitaminas no se almacena, sino que se excreta en la orina

Las vitaminas A, C y E reciben el nombre de vitaminas antioxidantes, que desempeñan una función importante en la protección contra algunos tipos de cáncer, la reducción de la formación de la placa aterosclerótica, el retraso de algunos procesos de envejecimiento y la disminución del riesgo de cataratas.  

Vitamina	Nombre químico	Acción específica
A	Retinol	Reproducción celular, funcionamiento de células de la retina. Evita infecciones.
D	Calciferol	Absorción de calcio
E	Tocoferol	Impide el ataque destructor del oxígeno molecular sobre los tejidos.
K	Quinonas	Coagulación de la sangre.
B1	Tiamina	Metabolismo de carbohidratos.
B2	Riboflavina	Mantener una buena visión.
B3	Niacina	Síntesis de hormonas, estabilizar la glucosa en sangre, mantener una piel sana.
B5	Ácido Pantótenico	Síntesis de la Coenzima A (CoA).
B6	Piridoxina, piridoxal	Metabolismo de aminoácidos.
B8	Biotina	Participa en el metabolismo de los ácidos grasos.
B12	Cianocobalamina	Metabolismo de aminoácidos. Participa en la formación de nuevos glóbulos rojos.
C	Ácido ascórbico	Antioxidante. Síntesis de colágeno.

El agua es la materia más abundante de los seres vivos e indispensable para la vida. Sólo recordemos que todo el funcionamiento de la célula es consecuencia de reacciones químicas y éstas se llevan a cabo en el seno del agua celular.

Aunque no aporta ninguna energía química, el agua es uno de los nutrientes más importantes para el organismo. Es el componente fundamental de todos los compartimentos líquidos y representa el mayor porcentaje del peso corporal.

Estructura. En el agua se realizan los procesos celulares. La conformación que toman las moléculas dentro de las células depende del agua. Solución. Es el medio universal de solución, suspensión y reacción para todas las moléculas. Homeostasis. Permite conservar el calor corporal sin que haya variación de la temperatura, lo que permite mantenerla constante y controlarla por fenómenos de vasoconstricción y vasodilatación. Regulación. Con la sudoración, el organismo pierde calor y regula la temperatura corporal. Transporte. El transporte de sustancias entre los tejidos del cuerpo humano se hace por el plasma y por los líquidos extracelulares, ambos de naturaleza acuosa. Interacción. La interacción del agua con las diversas moléculas permite el mantenimiento de las estructuras celulares. Equilibrio. Contribuye a la aparición de la presión osmótica, donde las partículas disueltas en la misma modifican sus características. Todas estas propiedades permiten que el agua desempeñe variadas funciones en los seres vivos. Por ejemplo, servir como medio universal de solución, de suspensión y de reacción para todas las moléculas.

Hasta este momento hemos hecho un repaso por los nutrientes que necesita el organismo para llevar a cabo sus funciones, así como el concepto de nutrición, que se utiliza para referirse al proceso de ingesta de alimentos hasta la eliminación de los desechos. Un paso intermedio en este proceso es la digestión, que consiste en procesar y desdoblar los alimentos para asimilar los nutrientes.

Clasificación de los alimentos

Aprendizaje.  Clasifica los alimentos

Los alimentos para fines de orientación alimentaria se clasifican en tres grupos en el plato del bien comer:

·       Verduras y frutas

·       Cereales

·       Leguminosas y alimentos de origen animal

Verduras: son una fuente importante de vitaminas, minerales, fibra y antioxidantes. La mejor manera de aprovechar todas sus vitaminas es consumirlas crudas, solas o en ensalada. Al horno o a la plancha es otra opción. Si se hierven es conveniente aprovechar el agua para sopas o purés, porque en ella quedan muchos minerales de las verduras. Si se cuecen al vapor se mantendrán la mayoría de los nutrientes.

Ejemplo de verduras: acelgas, verdolagas, quelites, espinacas, flor de calabaza, huauzontles, nopales, brócoli, coliflor, calabaza, chayote, chícharo, tomate, jitomate, hongos, betabel, chile poblano, zanahoria, aguacate, pepino, lechuga, entre otras. 

Frutas: las frutas aportan agua, azúcares (carbohidratos), vitaminas como la vitamina C y los carotenos; minerales como el potasio y selenio; y fibra. Es importante que una de las frutas que se consumen al día sean ricas en vitamina C: guayaba, cítricos, kiwi, fresa, etc.

Es recomendable un consumo frecuente de frutas enteras, ya que los jugos naturales aportan solo vitaminas y minerales y carecen de la mayor parte de la fibra que aporta la fruta entera. Las frutas deshidratadas (ciruelas pasas, pasas, arándanos, etc.) Se caracterizan principalmente por una menor cantidad de agua, aunque concentran el resto de los nutrientes y aumenta también el contenido calórico. 

Ejemplo de frutas: guayaba, papaya, melón, toronja, lima, naranja, mandarina, plátano, zapote, ciruela, pera, manzana, fresa, chicozapote, mango, mamey, chabacano, uvas, entre otras. 

Se debe promover el consumo de verduras y frutas regionales y de temporada, en lo posible crudas y con cáscara, ya que incorporarlas a la alimentación diaria ayuda a reducir la densidad energética de la dieta, y además son fuente de carotenos, de vitaminas A y C, de ácido fólico y de fibra dietética y dan color y textura a los platillos, así como otras vitaminas y nutrimentos inorgánicos. 

Cereales: deben constituir la base fundamental de la alimentación, ya que ellos proveen una importante fuente de energía (carbohidratos). Las papas y los tubérculos se suelen incluir en este grupo.

Los alimentos integrales (pasta, arroz, pan, harinas) son más ricos en fibra, vitaminas y minerales que los refinados. Además se debe preferir el pan o pastelería casera a la industrial, ya que esta última suele ser más rica en grasas trans y azúcares.

Ejemplo de cereales: maíz, trigo, avena, centeno, cebada, amaranto, arroz y sus productos derivados como: tortillas y productos de nixtamal, cereales industrializados, pan y panes integrales, galletas y pastas. Y ejemplo de tubérculos: papa, camote y yuca. 

Leguminosas: aportan carbohidratos, fibra, vitaminas y minerales. Son también una fuente de proteínas, favorecen la sensación de saciedad. Es aconsejable controlar la adición de grasas en su preparación; además, el papel de las legumbres en la prevención del cáncer de colon y en la reducción de los niveles de colesterol es destacable.

Ejemplo de leguminosas: frijol, haba, lenteja, garbanzo, arveja, alubia y soya.

Cereal + Legumbre: si se mezcla una legumbre con cereales, se obtiene un aporte de proteínas de elevada calidad, parecidas a las que contiene la carne, pero con la ventaja de que no tiene grasa saturada.

Alimentos de origen animal: grupo formado por carnes rojas, pescado, mariscos, huevos, leche y derivados (queso y yogurt). Son fuente importante de proteínas de alto valor biológico, grasas, vitaminas y minerales.

Las carnes y embutidos proporcionan proteínas de alto valor biológico, vitamina B₁₂, hierro, potasio fósforo y zinc. Debido a su contenido en grasas saturadas, es muy importante elegir cortes magros de carne y retirar la grasa visible antes de cocinar el alimento. Los embutidos grasos deben consumirse ocasionalmente, ya que aportan gran cantidad de grasas saturadas, colesterol y sodio, que pueden afectar al sistema cardiovascular.

El pescado es fuente de proteínas de elevada calidad, vitamina D y yodo, y son muy ricos en ácidos grasos poliinsaturados omega 3, especialmente los pescados azules (atún, sardina, charales, salmón). Estos ácidos grasos reducen el colesterol malo (LDL) , bajan los niveles de triglicéridos y son precursores de sustancias que ejercen una importante acción preventiva en las enfermedades cardiovasculares.

Los mariscos son una gran fuente de vitaminas (B₁, B₁₂) y minerales como fósforo, potasio, hierro, yodo, flúor y zinc. Tienen un alto contenido en proteínas y bajo en sodio, calorías y grasas saturadas.

Los huevos son un alimento que aporta proteínas de elevada calidad, vitaminas (A, D y B₁₂) y minerales (fósforo y selenio). Aportan nutrientes esenciales en las etapas de crecimiento y en circunstancias fisiológicas especiales como el embarazo, la lactancia y la vejez.

Los lácteos (leche, yogurt, quesos, natillas, etc.) son fuente importante de proteínas de elevada calidad, lactosa, vitaminas (A, D, B₂ y B₁₂) y, principalmente, son una excelente fuente de calcio, mineral muy importante para la formación de huesos y dientes, así como la prevención de osteoporosis. La leche es importante en todas las etapas de la vida, especialmente durante la lactancia, el crecimiento, la menopausia y en la población de edad avanzada.

El yogurt fresco y otras leches fermentadas se incluyen en el grupo de alimentos probióticos, que mejoran la respuesta inmunitaria, reducen molestias en personas con malabsorción de la lactosa, protegen al intestino contra los microorganismos patógenos, etc.

Finalmente, se debe recomendar el consumo de pescado, aves como pavo y pollo sin piel y carne magra, asadas, horneadas, cocidas, así como leche semidescremada o descremada por su menor contenido de grasa saturada. Los embutidos grasos deben consumirse ocasionalmente, ya que aportan gran cantidad de grasas saturadas, colesterol y sodio, que pueden afectar el sistema cardiovascular. Y en el caso de la población adulta, se debe recomendar la moderación en el consumo de alimentos de origen animal por su alto contenido de colesterol y grasa saturada, excepto pescado, aves como pavo y pollo sin piel, carne magra, y leche semidescremada o descremada.

El Plato del Bien Comer es una herramienta gráfica de orientación alimentaria dirigida a brindar a la población opciones prácticas, con respaldo científico, para la integración de una alimentación correcta que puede adecuarse a tus necesidades y posibilidades. Se recomienda que en cada comida al día que realices (desayuno, comida y cena), tu plato debe estar integrado por los tres grupos de alimentos. 

Alimentos	Aportación alimenticia
Frutas	Son fuente de carbohidratos y contienen vitaminas y minerales, además de grasas y proteínas en pequeñas cantidades. Tienen un alto contenido de agua (70 %), lo que las hace jugosas y refrescantes, así como fructosa, lo que les otorga un sabor dulce.
Leche	Tiene un valor nutricio alto, pues está constituida de agua (86 %), proteínas de alta calidad, grasas saturadas, carbohidratos, vitaminas A, D, B2 y minerales como calcio y fósforo. Es el alimento ideal para el lactante, pero en edades posteriores sólo debe ser uno más en la dieta.
Leguminosas	Aportan proteínas de origen vegetal y minerales, y al combinarlos con cereales sus proteínas se convierten en proteínas de alta calidad.
Cereales y tubérculos	Proporcionan gran cantidad de energía, son abundantes, baratos y representan el alimento básico de la mayor parte de las dietas. Aportan fibra, hierro, vitamina E, tiamina y vitamina B6; son una fuente de proteína de bajo valor nutricional.
Verduras	Aunque se consideran de bajo aporte energético, son muy ricas en vitaminas y minerales siempre que se consuman frescas y al vapor; además, proporcionan fibra.

Características de la dieta correcta

 dieta correcta es el conjunto de alimentos que se consumen cada día y que cumple con las siguientes características:

• Completa: que tenga todos los nutrientes. Se recomienda incluir en cada comida alimentos de los 3 grupos (verduras y frutas, cereales y alimentos de origen animal).
• Equilibrada: que los nutrimentos guarden las proporciones apropiadas entre sí.
• Inocua: que su consumo habitual no implique riesgos para la salud porque está exenta de microorganismos patógenos, toxinas, contaminantes, que se consuma con mesura y que no aporte cantidades excesivas de ningún componente o nutrimento.
• Suficiente: que cubra las necesidades de todos los nutrimentos, de tal manera que el sujeto adulto tenga una buena nutrición y un peso saludable, y en el caso de los niños y niñas, que crezcan y se desarrollen de manera correcta.
• Variada: que de una comida a otra, incluya alimentos diferentes de cada grupo.
• Adecuada: que esté acorde con los gustos y la cultura de quien la consume y ajustada a sus recursos económicos, sin que ello signifique que se deban sacrificar otras características.

Evolución del modelo atómico.

 Evolución del modelo atómico

El modelo atómico es una representación e interpretación de la estructura y composición del átomo. Utilizando el modelo atómico podemos estudiar el comportamiento y las propiedades de los átomos, y explicar la formación de los compuestos químicos. La materia está formada por pequeñas unidades discretas llamadas átomos
Propiedades del átomo

Las propiedades de los átomos se pueden utilizar para identificarlos y determinar a qué elemento químico pertenecen. Algunas de las propiedades que caracterizan a los átomos son:

·         Tamaño. El tamaño de los átomos está determinado aproximadamente por el tamaño de su nube de electrones. El radio atómico es una medida de las dimensiones de un átomo, y se puede medir utilizando la distancia entre dos núcleos atómicos en una molécula.

·         Masa. La masa del átomo está representada mayormente por la suma de las masas de sus nucleones. También, las sumas de las masas de sus electrones hacen un aporte, pero en menor medida.

·         Número atómico. Es la cantidad de protones que tiene un átomo. Los átomos que pertenecen a un mismo elemento químico tienen el mismo número atómico.

·         Número másico. Es la suma de la cantidad de protones más la cantidad de neutrones.

1. Modelo atómico de Demócrito (460 a. C.)

Plantea que los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos, indestructibles, e invisibles. Además, son los bloques de construcción del universo y se diferencian en forma y tamaño, pero no tienen estructura interna. La teoría atómica de Demócrito establece que el mundo está compuesto por partículas llamadas átomos, cuyo nombre significa indivisible.

Según esta teoría, los átomos son partículas extremadamente pequeñas, homogéneas, incompresibles, indivisibles y de existencia eterna. Además, propone que estas partículas solo difieren en su forma y tamaño.

Por otra parte, Demócrito establece que las propiedades de la materia dependen de la forma en que agrupan los átomos.

Algunos postulados que establece el modelo atómico de Demócrito son:

·         El universo está compuesto por átomos y vacío.

·         Los átomos son eternos, indivisibles y homogéneos.

·         Los átomos se diferencian por forma y tamaño.

·         La materia está formada por agrupación de átomos.

·         Los átomos se mueven en el vacío.

·         Los átomos no tienen cualidades sensoriales.

2. Modelo atómico de Dalton (1803-1808)

En la teoría atómica de Dalton, este modelo plantea que el átomo es una unidad indivisible, con alguna forma esférica. Además, los átomos de un mismo elemento son iguales, tienen la misma masa y las mismas propiedades. Por otra parte, establece que los átomos no se pueden dividir y cuando se combinan átomos para formar un compuesto químico, estos se combinan en proporciones simples.

“Postulados Atómicos”, que plantean que:

·         Todo está hecho de átomos, que son indivisibles e indestructibles.

·         Los átomos de un mismo elemento químico son iguales entre sí, y tienen la misma masa e iguales propiedades.

·         El peso atómico es el peso de cada elemento respecto al peso del hidrógeno.

·         Los átomos no se dividen, ni cuando participan en reacciones químicas.

·         Cuando se combinan átomos de dos o más elementos químicos, se forman compuestos químicos.

·         Los átomos se combinan en relaciones simples para formar compuestos químicos.

·         Los átomos de elementos químicos diferentes se pueden combinar de formas distintas para formar distintos compuestos químicos. 

3. Modelo atómico de Thomson (1898)

Plantea que los átomos están formados por una región esférica positiva con los electrones incrustados en ella. Esta disposición de los electrones es similar a la distribución de las pasas en un budín, por eso se le conoce como el modelo del budín con pasas.

El modelo atómico de Thomson sirvió de guía para construir los modelos atómicos futuros, como el modelo atómico de Rutherford y el modelo atómico de Bohr. Algunas de las características de este modelo son:

• Estructura interna del átomo. Estableció una estructura interna del átomo.
• Átomo neutro. Propuso que el átomo tiene una parte positiva y una parte negativa y, así, las cargas se cancelan y el átomo es neutro.
• Modelo del budín de pasas. Estableció que el átomo está formado por una esfera positiva y los electrones están distribuidos en esa esfera, de una forma similar a cómo están distribuidas las pasas en un budín.

Los principales aportes de este modelo fueron:

·         La existencia de partículas subatómicas. Estableció que el átomo está formado por partículas más pequeñas que él, y que estas partículas tienen carga positiva y negativa, que se compensan para formar un átomo neutro.

·         Rayos catódicos. Podía explicar la existencia de los rayos catódicos.

·         Una estructura interna del átomo. Aportó una estructura interna del átomo basada en partículas subatómicas. 

4. Modelo atómico de Rutherford (1911)

Plantea que el átomo tiene un núcleo donde se concentra la carga positiva, y alrededor de él orbitan los electrones. Este modelo propone la existencia de un núcleo atómico.

En su modelo atómico, Rutherford propuso que los átomos tienen un núcleo central donde se encuentra el mayor porcentaje de su masa. Además, según esta teoría, este núcleo tiene carga eléctrica positiva y es orbitado por partículas de carga opuesta y menor tamaño (electrones).

Según las consideraciones de Rutherford, el átomo funciona de manera similar a un Sistema Solar, donde los electrones orbitan alrededor de un núcleo atómico más pesado, como hacen los planetas alrededor del Sol.

Rutherford basó su modelo atómico en ciertas suposiciones que constituyen los siguientes postulados:

•          Núcleo central. La mayor parte de la masa del átomo se concentra en el núcleo, que es de mayor tamaño y peso que el resto de las partículas subatómicas.
•          Carga del núcleo. El núcleo atómico tiene carga positiva.
•          Trayectoria de los electrones. Alrededor del núcleo atómico giran los electrones, que son partículas con carga eléctrica negativa.
•          Carga del átomo. La suma de las cargas eléctricas positivas y negativas de un átomo debería dar cero como resultado. Es decir, el átomo debe tener igual cantidad de cargas eléctricas positivas y negativas para que sea eléctricamente neutro.
•         Espacio entre las partículas subatómicas. El átomo está compuesto mayormente por espacio vacío.

5. Modelo atómico de Bohr (1913)

Bohr fue el primero en proponer que los electrones están ubicados en órbitas circulares específicas y permitidas alrededor del núcleo. Esto explicó por qué los átomos no colapsan —según algunos modelos atómicos anteriores, como el de Rutherford, los electrones giran alrededor del núcleo, pero pueden girar en cualquier órbita, lo que provocaría que los electrones colapsen contra el núcleo atómico cuando liberen toda su energía durante el giro—.

En el modelo de Bohr esto no sucede, pues los electrones no pueden ocupar órbitas distintas de las permitidas, es decir, el electrón no puede acercarse al núcleo más allá de la órbita permitida más cercana.

En el modelo atómico de Bohr se intenta explicar la estabilidad de la materia y las líneas que aparecen en los espectros de absorción y emisión de los gases. Para lograr esto, Bohr estableció un conjunto de aproximaciones que describen su modelo:

•         Los electrones giran alrededor del núcleo atómico en órbitas circulares específicas, es decir, no pueden girar en cualquier órbita, solo pueden girar en las permitidas.
•         Los electrones que rodean el núcleo de un átomo pueden ser internos o externos.
•          Los electrones están ubicados en niveles definidos de energía (o sea, en distintas órbitas) y a distancias fijas.
•         La órbita más cercana al núcleo tiene la menor energía y la más lejana tiene la mayor energía.
•         En cada órbita puede haber un número determinado de electrones, y la forma en que se distribuyen los electrones se denomina configuración electrónica.
•          Los electrones pueden saltar de una órbita a otra, pero estos saltos solo pueden ocurrir entre órbitas permitidas.
•          Si un electrón salta de una órbita de mayor energía a una de menor energía, este electrón libera energía, que se desprende en forma de fotón o luz. Por otra parte, si salta de una órbita de menor energía a una de mayor energía, este electrón absorbe energía.
•        Plantea que los electrones giran alrededor del núcleo atómico siguiendo trayectorias específicas sin perder energía. Además, los electrones solo emiten o absorben energía cuando saltan entre órbitas permitidas.

6. Modelo atómico de Lewis

El modelo atómico de Lewis es uno de los modelos atómicos que intenta explicar la estructura del átomo. Este modelo también se conoce como “modelo del átomo cúbico”.

Según el modelo atómico de Lewis, los electrones de un átomo están ubicados en los ocho vértices de un cubo, es decir, el átomo está representado por un cubo con los electrones situados en sus vértices. Las ideas propuestas en este modelo están basadas en la Regla de Abegg, que establece que la diferencia entre el máximo y el mínimo número de oxidación de un elemento químico comúnmente es ocho.

Las ideas planteadas en este modelo(El átomo y la molécula), y además, a través de ellas se intenta explicar la valencia, que es el número de electrones que cede o acepta un átomo para completar con ocho electrones su último nivel de energía.

Aunque fue desplazado por otros modelos atómicos, como el modelo atómico de Schrödinger, el modelo atómico de Lewis tuvo gran importancia científica para entender el enlace químico. Lewis además planteó la Regla del Octeto, la formación de pares de electrones en el enlace covalente y la Estructura de Lewis, que es una representación gráfica de átomos y moléculas, donde los electrones son representados por puntos y los pares de electrones que forman un enlace químico son representados por guiones.

Características del modelo atómico de Lewis

• Representa a los electrones de un átomo en los ocho vértices de un cubo. Según esta representación se encontró una forma de describir el enlace covalente.
• Se basa en la Regla del Octeto. Esta regla plantea que los iones de los elementos químicos de la Tabla Periódica tienden a completar sus últimos niveles de energía con 8 electrones y, de esta forma, adquieren una configuración muy estable. Así, los átomos se enlazan entre sí para completar sus últimos niveles de energía con 8 electrones.
• Describe una manera de explicar la formación de los distintos enlaces químicos. Explica la formación de los distintos enlaces químicos, como el enlace iónico, covalente simple, doble y triple.
• Describe la organización de los electrones cuando forman un enlace químico. Introduce la idea de que los electrones se ubican formando pares cuando forman los enlaces químicos que unen los átomos en la formación de compuestos moleculares.
• Justifica la existencia de distintas formas moleculares. La forma molecular depende de la disposición de los pares de electrones.

Enlaces químicos según el modelo atómico de Lewis

El modelo atómico de Lewis tuvo un gran impacto en la descripción del enlace químico. En el modelo se propone una explicación para la formación del enlace covalente y el enlace iónico.

Según Lewis, algunos tipos de enlaces se forman de la siguiente manera:

• Enlace iónico. Se forma cuando se transfiere un electrón de un cubo a otro y no se comparte ninguna arista del cubo.

• Enlace covalente simple. Se forma cuando dos cubos comparten un borde, lo que implica que se comparten dos electrones.

• Enlace covalente doble. Se forma cuando dos cubos comparten una cara, lo que implica que se comparten cuatro electrones.

Enlace covalente triple

Los enlaces covalentes triples no podían ser explicados utilizando el modelo del átomo cúbico, pues en un enlace covalente triple se comparten seis electrones. Según este modelo, en cada vértice del cubo está ubicado un electrón y no es posible que dos cubos compartan los electrones ubicados en seis vértices, por lo que no se puede explicar la formación de este tipo de enlace.

7. Modelo atómico de Sommerfeld (1916)

Este modelo mejoró el modelo de Bohr, pues establece que los electrones se mueven en órbitas elípticas (no esféricas, como sugirió Bohr) alrededor del núcleo y que además existen subniveles de energía en un mismo nivel de energía.

Sommerfeld planteaba que los electrones que giraban alrededor del núcleo lo hacían en órbitas elípticas. Con esto pretendía solucionar la deficiencia del modelo de Bohr, quien sostenía, en un modelo anterior, que los electrones giraban en órbitas circulares alrededor del núcleo atómico.

En este sentido, Sommerfeld hizo una serie de correcciones al anterior modelo de Bohr. Así, Sommerfeld propuso un modelo relativista, pues descubrió que los electrones de algunos átomos alcanzan una velocidad cercana a la de la luz cuando giran alrededor del núcleo del átomo.

Postulados

·         Sommerfeld propuso un conjunto de postulados en los que se sustenta su modelo atómico. Para establecer estos postulados utilizó como base algunas características del modelo atómico de Bohr y la teoría de la relatividad de Albert Einstein.

·         Movimiento de los electrones alrededor del núcleo. Los electrones se mueven alrededor del núcleo atómico describiendo órbitas circulares o elípticas.

·         Igual energía en niveles, pero subniveles diferentes. Los electrones de un mismo nivel de energía tienen la misma energía, pero a partir del segundo nivel de energía existen subniveles de energía en cada nivel de energía, y cada subnivel tiene una energía ligeramente diferente.

·         Número cuántico azimutal y órbitas elípticas. Para las órbitas elípticas, la excentricidad (cuánto se diferencia una elipse de la circunferencia que le dio origen) de cada órbita llevó al surgimiento de un número cuántico nuevo: el número cuántico azimutal. Este número cuántico determina la forma de los orbitales.

·         Corrientes eléctricas en los electrones. Los electrones tienen pequeñas corrientes eléctricas.

Aportaciones del modelo Sommerfeld

·         Órbitas elípticas. Corrigió la suposición de Bohr, que dice que todas las órbitas tienen trayectorias circulares, pues Sommerfeld estableció que existen órbitas que tienen trayectorias elípticas.

·         Espectros de emisión. Pudo calcular con bastante exactitud la estructura de los espectros, es decir, la aparición de líneas más finas en las líneas de emisión.

·         Velocidad de los electrones. Descubrió que los electrones de algunos átomos tienen velocidades muy cercanas a la velocidad de la luz (300 000 km/s). 

8. Modelo atómico de Schrödinger (1926)

El modelo atómico de Schrödinger es uno de los modelos atómicos que se establecieron para explicar la estructura del átomo. Fue propuesto por el físico y filósofo austríaco Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger en el año 1926, quien, además, obtuvo el premio Nobel de física en el año 1933 por sus aportes a la teoría atómica.

Su modelo establece que los electrones son ondas estacionarias de materia que se mueven alrededor del núcleo atómico, es decir, que los electrones tienen comportamiento ondulatorio y, a su vez, se comportan como partículas.

Schrödinger utilizó el modelo atómico de Bohr, el modelo atómico de Sommerfeld y los estudios del físico francés Luis de Broglie como base para proponer su modelo atómico.

Las suposiciones de Schrödinger hicieron posible que luego el matemático y físico alemán Max Born pudiera hacer una interpretación probabilística para encontrar a una partícula en el espacio, en este caso, el electrón.

Luego de esta interpretación, la posición o la cantidad de movimiento de un electrón se podían estudiar desde el punto de vista probabilístico, pero no se podían conocer ambas a la vez, pues lo impide el Principio de Incertidumbre de Heisenberg (que plantea que es imposible conocer algunas magnitudes físicas observables a la vez, como la posición y la cantidad de movimiento).

9.Modelo atómico actual

El modelo atómico que se utiliza en la actualidad para representar la estructura y las propiedades del átomo está enmarcado en la mecánica cuántica no relativista, y se basa en el modelo propuesto por Schrödinger, en el espín electrónico y en el Principio de exclusión de Pauli, que plantea que dos electrones no pueden tener sus cuatro números cuánticos iguales.

Los electrones se consideran ondas de materia en el modelo atómico actual. Alrededor del núcleo atómico, los electrones están distribuidos en regiones llamadas orbitales atómicos, que se definen como las regiones donde es más probable encontrar un electrón alrededor del núcleo. Por otra parte, en este modelo, la energía y el momento angular del electrón no pueden tener cualquier valor, sino que solo pueden tomar valores permitidos, por lo que se dice que están cuantizados.

Utilizando la ecuación de Schrödinger se pueden predecir los valores de energía y momento angular asociados a un electrón, y el cuadrado de la función de onda asociada determina los orbitales atómicos.

Algunos postulados del modelo atómico actual son:

• El electrón se representa por su espín, su masa y su carga eléctrica negativa.
• El electrón tiene comportamiento onda-partícula.
• Las regiones permitidas para el electrón están determinadas por la función de onda, y el cuadrado de esta representa la probabilidad de encontrar a un electrón alrededor del núcleo.
• Un mismo estado representado por los números cuánticos n (número cuántico principal), l (número cuántico azimutal) y m (número cuántico magnético) puede estar ocupado solo por dos electrones, siempre que estos tengan espines contrarios. El espín es el cuarto número cuántico.