El ÁTOMO:
Hoy sabemos que los átomos son la unidad mínima de una sustancia,
lo que compone toda la materia común y ordinaria. El átomo 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. |
| Dalton |
El concepto de átomo existe desde
la Antigua Grecia propuesto por los filósofos griegos Demócrito, Leucipo y
Epicuro, sin embargo, no se generó el concepto por medio de la experimentación
sino como una necesidad filosófica que explicara la realidad, ya que, como
proponían estos pensadores, la materia no podía dividirse indefinidamente, por
lo que debía existir una unidad o bloque indivisible e indestructible que al
combinarse de diferentes formas creara todos los cuerpos macroscópicos que nos
rodean. El siguiente avance significativo no se realizó hasta que en 1773 el
químico francés Antoine-Laurent de Lavoisier postuló su enunciado: «La materia
no se crea ni se destruye, simplemente se transforma». La ley de conservación
de la masa o ley de conservación de la materia; demostrado más tarde por los
experimentos del químico inglés John Dalton quien en 1804, luego de medir la
masa de los reactivos y productos de una reacción, y concluyó que las
sustancias están compuestas de átomos esféricos idénticos para cada elemento,
pero diferentes de un elemento a otro.
Luego en 1811, el físico italiano
Amedeo Avogadro, postuló que a una temperatura, presión y volumen dados, un gas
contiene siempre el mismo número de partículas, sean átomos o moléculas,
independientemente de la naturaleza del gas, haciendo al mismo tiempo la
hipótesis de que los gases son moléculas poliatómicas con lo que se comenzó a
distinguir entre átomos y moléculas.
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| Mendeléyev |
El químico ruso Dmítri Ivánovich
Mendeléyev creó en 1869 una clasificación de los elementos químicos en orden
creciente de su masa atómica, remarcando que existía una periodicidad en las
propiedades químicas. Este trabajo fue el precursor de la tabla periódica de
los elementos como la conocemos actualmente.
La visión moderna de su estructura
interna tuvo que esperar hasta el experimento de Rutherford en 1911 y el modelo
atómico de Bohr. Posteriores descubrimientos científicos, como la teoría
cuántica, y avances tecnológicos, como el microscopio electrónico, han
permitido conocer con mayor detalle las propiedades físicas y químicas de los
átomos.
MODELOS ATÓMICOS:
MODELO ATÓMICO DE DALTON:
Fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue
formulado en 1803 por John Dalton, quien imaginaba a los átomos como diminutas
esferas. Este primer modelo atómico postulaba:
v La materia está formada por
partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden
destruir.
v Los átomos de un mismo elemento son
iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los
diferentes elementos tienen pesos diferentes.
v Los átomos permanecen sin división,
aun cuando se combinen en las reacciones químicas.
v Los átomos, al combinarse para formar
compuestos guardan relaciones simples.
v Los átomos de elementos diferentes se
pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
MODELO ATÓMICO DE THOMSON:
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Luego del
descubrimiento del electrón en 1897 por Joseph John Thomson, se determinó que
la materia se componía de dos partes, una negativa y una positiva. La parte
negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban según
este modelo inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un
pastel o uvas en gelatina, para
explicar la formación de iones, positivos y negativos, y la presencia de los
electrones dentro de la estructura atómica.
MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD:
Este modelo
fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford a partir de los resultados
obtenidos en lo que hoy se conoce como el experimento de Rutherford en 1911.
Representa un avance sobre el modelo de Thomson, ya que mantiene que el átomo
se compone de una parte positiva y una negativa, sin embargo, a diferencia del
anterior, postula que la parte positiva se concentra en un núcleo, el cual
también contiene virtualmente toda la masa del átomo, mientras que los
electrones se ubican en una corteza orbitando al núcleo en órbitas circulares o
elípticas con un espacio vacío entre ellos.
MODELO ATÓMICO DE BOHR:
Para
solucionar los problemas planteados, el físico danés Niels Bohr formuló, en
1913, una hipótesis sobre la estructura atómica. Sus postulados eran:
1)
El electrón sólo se mueve en unas órbitas circulares "permitidas"
(estables) en las que no emite energía. El electrón tiene en cada órbita una
determinada energía, que es tanto mayor cuanto más alejada esté la órbita del
núcleo.
2) La
emisión de energía se produce cuando un electrón salta desde un estado inicial
de mayor energía hasta otro de menor energía.
MODELO ATÓMICO DE SCHRODINGER:
Erwin
Schrödinger en 1926, se actualizó nuevamente el modelo del átomo.
En el
modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los electrones como esferas
diminutas con carga que giran en torno al núcleo, que es una extrapolación de
la experiencia a nivel macroscópico hacia las diminutas dimensiones del átomo.
En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones por medio de una función
de onda, el cuadrado de la cual representa la probabilidad de presencia en una
región delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce como
orbital. La gráfica siguiente muestra los orbitales para los primeros niveles
de energía disponibles en el átomo de hidrógeno.
ESTRUCTURA DEL ÁTOMO:
Núcleo:
Es el centro del átomo, es la parte más pequeña del átomo y allí se
conservan todas sus propiedades químicas. Casi que toda la masa del átomo
reside en el núcleo.
Protones:
Son uno de los tipos de partículas
que se encuentran en el núcleo de un átomo y tienen carga positiva (masa =
1.673 x 10-24 gramos). Fueron descubiertos por Ernest Rutherford entre 1911 y
1919. Como hemos visto en nuestro sección de química, al analizar cada uno de
los elementos de la tabla periódica, el número de protones de cada átomo define
qué elemento químico es, ésto se conoce como “peso atómico”. Los protones están
compuestos de partículas aún más diminutas conocidas como quarks o cuarks.
Electrones:
Éstas
son las partículas que orbitan alrededor del núcleo de un átomo, tienen carga
negativa y son atraídos eléctricamente a los protones de carga positiva (masa =
9.10 x 10-28 gramos).
Neutrones:
Los neutrones son partículas ubicadas
en el núcleo y tienen una carga neutra (masa = 1.675 x 10-24 gramos). La masa
de un neutrón es ligeramente más grande que la de un protón y al igual que
éstos, los neutrones también se componen de quarks.
Isótopos:
La
cantidad de neutrones en un núcleo determina el isótopo de cada elemento.
