EL ÁTOMO

TEMA 4 LOS ÁTOMOS

1. LA EXISTENCIA DE LOS ÁTOMOS

Hay muchos fenómenos en la vida cotidiana que inducen a pensar que la materia está compuesta por partículas:

-Al añadir una gota de tinta o de colorante a un recipiente con agua, la mancha coloreada se expande hasta abarcar todo el recipiente.

-Si se añade una pizca de sal (o de azúcar) a un vaso con agua, al poco tiempo cualquier parte del agua ha adquirido un sabor salado (o dulce).

-Al destapar un frasco con perfume, el olor se extiende rápidamente por toda la habitación.

La materia está constituida por partículas denominadas átomos.

En la actualidad los potentes microscopios de «efecto túnel» permiten visualizar los átomos de una sustancia química.

2. MODELOS ATÓMICOS

El concepto de átomo existe desde la antigua Grecia: Demócrito (s. IV a.C.) : todas las cosas están compuestas de partículas diminutas e indivisibles llamadas átomos.

La primera teoría atómica de la materia fue propuesta por el británico John Dalton en 1803. Dice que la materia está constituida por átomos indivisibles que no se modifican en las reacciones químicas

El físico inglés J. J. Thomson demostró en 1897 la existencia de unas partículas con carga eléctrica negativa que denominó electrones y concluyó que el electrón era un constituyente fundamental del átomo.(Como una bolita de carga positiva co electrones incrustados)

En 1911, el científico inglés Ernest Rutherford propuso que la mayor parte de la masa del átomo estaba concentrada en una parte muy pequeña del mismo, el núcleo y el resto estaba prácticamente vacío.

Modelo atómico nuclear

En el modelo atómico nuclear el átomo se compone de núcleo y corteza.

El núcleo es muy pequeño en comparación con el volumen total del átomo y concentra casi toda la masa del mismo. Consta de dos tipos de partículas: los protones, con carga eléctrica positiva, y los neutrones, eléctricamente neutros. El núcleo tiene, por tanto, carga eléctrica positiva. La masa del neutrón es ligeramente superior a la del protón.

En la corteza están los electrones moviéndose en torno al núcleo. La carga del electrón es igual que la del protón, pero de signo contrario. Su masa es aproximadamente 1840 veces menor que la del protón.

En un átomo hay el mismo número de electrones en la corteza que de protones en el núcleo; el átomo es, en consecuencia, eléctricamente neutro.

3. NÚMERO ATÓMICO. ISOTOPOS. MASA ATÓMICA

NÚMERO ATÓMICO

El número de protones que tiene un átomo se denomina número atómico (Z). En un átomo neutro existen el mismo número de protones que de electrones.

Número atómico (Z) = número de protones = número de electrones

Cada elemento está caracterizado por su número atómico.

NÚMERO DE MASA

El número de masa o número másico (A) de un átomo es el número de partículas que hay en su núcleo, es decir, la suma del número de protones (Z) y del número de neutrones (n) del átomo:

Número de masa (A) = número de protones (Z) + número de neutrones (n)

Un núcleo se suele representar como , siendo A el número másico, Z el número atómico y X el símbolo del elemento. Por ejemplo, el núcleo de helio es ; el núcleo de oxígeno es .

ISÓTOPOS

Se denominan isótopos los átomos que tienen el mismo número atómico, pero distinto número másico; es decir, tienen el mismo número de protones, pero distinto número de neutrones.

Dos átomos isótopos pertenecen al mismo elemento porque tienen el mismo número atómico; se distinguen por el número másico. Por ejemplo, el carbono 14 tiene número atómico 6 y número másico 14; en cambio, el carbono 12 tiene número atómico 6 y número másico 12,

MASA ATÓMICA

Las masas de los átomos son cantidades muy pequeñas y no es práctico expresarlas en unidades internacionales (gramos o kilogramos). Se establecen por comparación con otros átomos tomando uno como unidad.

La unidad de masa atómica (u) se ha fijado arbitrariamente igual a la doceava parte de la masa del isótopo de carbono llamado C-12. La masa atómica del carbono medida en unidades de masa atómica es, por tanto, 12. La masa atómica del hidrógeno, el átomo más ligero, es 1,00797 u.

Masa atómica de un elemento es la masa de uno de sus átomos medida en unidades de masa atómica (u).La unidad de masa atómica equivale a 1,66 .10-27kg.

Si un elemento tiene varios isótopos, se toma como valor de su masa atómica el valor promedio de las masas de los isótopos. Por este motivo, las masas de muchos elementos del sistema periódico se expresan mediante números decimales. Por ejemplo: Cl = 35,45 u, B = 10,81 u, etc.

Elementos Masa atómica (u) Partículas Masa atómica (u)

H Hidrógeno

C Carbono

N Nitrógeno

Cl Cloro

Fe Hierro 1,0

12,0

14,0

35,5

55,8 Protón

Neutrón

Electrón 1,00728

1,00867

0,000548

Calcular el número de protones, de electrones y de neutrones de los siguientes isótopos del oxígeno: oxígeno 16 y oxígeno 18.

La masa atómica del cloro es 35,5 u. ¿Cuál es su masa atómica expresada en gramos?¿Qué diferencia hay entre número másico y masa atómica?

4. LA CORTEZA ATÓMICA

En la corteza se

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