ELEMENTOS Y ESTRUCTURA ATÓMICA

SÍMBOLOS QUÍMICOS

Desde los comienzos de la Química ha existido la necesidad de representar los elementos químicos mediante símbolos.

Los símbolos modernos fueron utilizados primeramente por Berzelius, quien los formó tomando la primera letra del nombre en latín, como letra mayúscula y cuando hubiera dos o más elementos cuyos nombres latinos comenzaran con la misma letra, tomó la segunda o tercera letra en minúscula, por ejemplo:

Elemento Nombre en latín Símbolo químico

Oro Aurum Au

Plata Argentum Ag

TEORÍAS ATÓMICAS

Los griegos

El concepto de átomo nació con los griegos Leucipo y su discípulo Demócrito ( siglos V a IV a. C. ), quienes decían que cada cosa puede dividirse hasta un cierto límite, que llamaron átomo ( sin división ).

Dalton

Dalton, en 1803, desarrolló la primera teoría atómica que explicaba satisfactoriamente las leyes químicas enunciadas hasta ese momento.

Esta teoría puede resumirse en:

a) Todos los elementos están constituidos por átomos, consistentes en partículas materiales separadas e indestructibles.

b) Todos los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en las demás propiedades.

c) Los átomos de elementos distintos son diferentes en masa y en las demás propiedades.

d) Los compuestos se forman por la unión de átomos de los correspondientes elementos en una relación numérica sencilla.

Thomson

Thomson, en 1898, postuló que el átomo está constituido por una esfera de carga eléctrica positiva en la cual están incrustadas partículas de carga eléctrica negativa ( electrones ) que neutralizan dicha carga.

Esto explicaba el hecho de que cuando se hacía pasar corriente eléctrica con un elevado voltaje en un tubo de descarga, a baja presión, se observaba luminiscencia en el gas contenido. Esto lo provocaban haces eléctricos que iban del cátodo al ánodo, llamados rayos catódicos, de carga eléctrica negativa. A las partículas elementales constituyentes de esos rayos se les llamó electrones ( e- ). Posteriormente, Goldstein en 1886, demostró la existencia de rayos positivos, los cuales son diferentes para distintos gases introducidos en los tubos de descarga. A los constituyentes elementales de dichos rayos, cuando se utilizaba hidrógeno, se les llamó protones ( p+ ).

Cátodo e- Ánodo

e-

Tubo de descarga

Rutherford

Para comprobar la veracidad del modelo atómico de Thomson, Lord Rutherford, en 1911, realizó experimentos que consistieron en “bombardear” delgadas láminas metálicas con partículas alfa ( +2 ). A pesar de que éstas poseen carga eléctrica positiva, por su gran energía no tendrían mayor inconveniente en atravesar la lámina, porque se suponía que la carga eléctrica positiva estaría uniformemente repartida. La mayoría de las partículas atravesaron la lámina en línea recta, pero hubo algunas que se desviaron bastante de su trayectoria e incluso un pequeño porcentaje “rebotó” en la lámina. Esto sólo podía explicarse suponiendo que toda la carga positiva del átomo estuviera concentrada en un núcleo atómico y los electrones estuvieran girando alrededor de él a distancias relativamente grandes.

+2 

+2 

+2 



+2 

+2 





+2 







lámina metálica

Bohr

Pero el modelo atómico de Rutherford no era consistente, porque el electrón para vencer la atracción electrostática de núcleo, debería girar a gran velocidad, pero como tiene carga eléctrica emitiría energía radiante, lo cual traería como consecuencia un acercamiento cada vez mayor del electrón al núcleo hasta chocar con él.

Para superar esta dificultad, Niels Bohr propuso en 1913 la siguiente teoría atómica:

a) Cualquiera sea la órbita descrita por el electrón, éste no emite energía radiante.

b) Solamente algunas órbitas son permitidas.

c) Cuando un electrón pasa a una órbita más cercana al núcleo, emite energía radiante y para pasar a una órbita más lejana, debe absorber energía radiante.

Sommerfeld, en 1916 propuso que el electrón no solamente describe órbitas circulares, sino que también elípticas.

Energía radiante absorbida



Energía radiante emitida

Modelo cuántico

La teoría atómica de Bohr-Sommerfeld explica la no-destrucción del átomo y otros fenómenos, pero nuevos hechos trajeron como consecuencia una visión más completa y compleja del átomo.

De Broglie en 1924, estableció que las partículas atómicas tenían carácter ondulatorio.

Heisenberg en 1927, formuló el principio de incertidumbre o indeterminación, según el cual es imposible determinar simultáneamente la posición y velocidad de una partícula con absoluta precisión.

Con estos hechos y otros más, se llega a la visión cuántica del átomo.

La mecánica cuántica no describe al electrón como un corpúsculo, sino más bien como una densidad de carga y masa. Esta densidad no es homogénea.

Finalmente el descubrimiento del neutrón

...