El Atomo

1.) ¿Qué es un átomo?

El átomo es la unidad de materia más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir mediante procesos químicos. Está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de electrones. El núcleo está formado por protones, con carga positiva, y neutrones, eléctricamente neutros. Los electrones, cargados negativamente, permanecen ligados a este mediante la fuerza electromagnética.

*Electrón: está representado por el símbolo: e−, es una partícula subatómica de tipo fermiónico. En un átomo los electrones rodean el núcleo.

*Protón: una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva 1 (1.6 × 10-19 C), igual en valor absoluto y de signo contrario a la del electrón, y una masa 1.836 veces superior a la de un electrón.

Neutrón: es una partícula subatómica sin carga neta, presente en el núcleo atómico de prácticamente todos los átomos, excepto el protio.

2.) ¿Qué es un modelo atómico?

Un modelo atómico es una representación estructural de un átomo, que trata de explicar su comportamiento y propiedades. De ninguna manera debe ser interpretado como un dibujo de un átomo, sino más bien como el diagrama conceptual de su funcionamiento.

Los aportes y fallas de los modelos atómicos postulados por: Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr

3.) Modelo atómico de Dalton:

En 1808, Dalton publicó sus ideas sobre el modelo atómico de la materia las cuales han servido de base a la química moderna. Los principios fundamentales de esta teoría son:

1. La materia está formada por minúsculas partículas indivisibles llamadas átomos.

2. Hay distintas clases de átomos que se distinguen por su masa y sus propiedades. Todos los átomos de un elemento poseen las mismas propiedades químicas. Los átomos de elementos distintos tienen propiedades diferentes.

3. Los compuestos se forman al combinarse los átomos de dos o más elementos en proporciones fijas y sencillas. De modo que en un compuesto los de átomos de cada tipo están en una relación de números enteros o fracciones sencillas.

4. En las reacciones químicas, los átomos se intercambian de una a otra sustancia, pero ningún átomo de un elemento desaparece ni se transforma en un átomo de otro elemento.

5. Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.

4.) Modelo atómico de Thomson

El modelo atómico de Thomson, es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson, descubridor del electrón en 1897, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. Representa al átomo como una especie de esfera homogénea de electricidad positiva, en donde se encuentran distribuidos los electrones, atraídos electrostáticamente, en número suficiente para que el conjunto resultara neutro. Su modelo atómico lo asemeja a un budín de pasas.

5.) Modelo atómico de Rutherford

El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre la estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico británico-neozelandés Ernest Rutherford para explicar los resultados de su "experimento de la lámina de oro", realizado en 1911.

El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que consideró al átomo formado por dos partes: la "corteza", constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo", muy pequeño, que concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.

La importancia del modelo de Rutherford residió en proponer por primera vez la existencia de un núcleo en el átomo (término que, paradójicamente, no aparece en sus escritos). Lo que Rutherford consideró esencial, para explicar los resultados experimentales, fue "una concentración de carga" en el centro del átomo, ya que sin ella, no podía explicarse que algunas partículas fueran rebotadas en dirección casi opuesta a la incidente. Este fue un paso crucial en la comprensión de la materia, ya que implicaba la existencia de un núcleo atómico donde se concentraba toda la carga positiva y más del 99,9% de la masa. Las estimaciones del núcleo revelaban que el átomo en su mayor parte estaba vacío.

Enunciados

El átomo está constituido por un núcleo central que es la región donde se encuentran las cargas positivas, y alrededor se encuentra el electrón.

El electrón se encuentra girando alrededor de del núcleo; describiendo órbitas circulares de forma similar a los planetas que giran alrededor del sol; denominándose Sistema planetario en miniatura.

La fuerza centrífuga que desarrolla al girar el electrón, contrarresta la fuerza de atracción electrostática que ejerce el núcleo (+) sobre el electrón (-).

El diámetro del átomo es aproximadamente unas 10000 veces mayor que el diámetro del núcleo. Por lo tanto, el átomo es prácticamente hueco, al poseer espacios interatómicos.

Desventajas del Modelo de Rutherford

Según la física clásica un cuerpo cargado eléctricamente al estar en movimiento este emite energía; por lo tanto, el electrón perderá energía y caería hacia el núcleo con una trayectoria de espiral, lo que no sucede con la experiencia. La solución a este problema la dió en 1913 Niels Bohr basándose en la teoría Cuántica de la radiación electromagnética, dada a conocer por Max Planck.

6.) Modelo atómico de Bohr

Es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados. Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de Rutherford). Además el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein en 1905.

En este modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo, ocupando la órbita de menor energía posible, o la órbita más cercana posible al núcleo. El electromagnetismo clásico predecía que una partícula cargada moviéndose de forma circular emitiría energía por lo que los electrones deberían colapsar sobre el núcleo en breves instantes de tiempo. Para superar este problema Bohr supuso que los electrones solamente se podían mover en órbitas específicas, cada una de las cuales caracterizada por su nivel energético. Cada órbita puede entonces identificarse mediante un número entero n que toma valores desde 1 en adelante. Este número "n" recibe el nombre de Número Cuántico Principal.

Enunciados

1) Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo sin radiar energía.

2) No todas las órbitas para electrón están permitidas, tan solo se puede encontrar en órbitas cuyo radio cumpla que el momento angular del electrón sea un múltiplo entero.

3) El electrón solo emite o absorbe energía en los saltos de una órbita permitida a otra. En dicho cambio emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre ambos niveles.

7.) Modelo atómico actual, postulados y principios en los que se fundamenta

El modelo atómico de Schrödinger (1924) es un modelo cuántico no relativista. Se basa en la solución de la ecuación de Schrödinger para un potencial electrostático con simetría esférica, llamado también átomo hidrogenoide. En este modelo los electrones se contemplaban originalmente como una onda estacionaria de materia cuya amplitud decaía rápidamente al sobrepasar el radio atómico.

El modelo de Bohr funcionaba muy bien para el átomo de hidrógeno. En los espectros realizados para otros átomos se observaba que electrones de un mismo nivel energético tenían energías ligeramente diferentes. Esto no tenía explicación en el modelo de Bohr, y sugería que se necesitaba alguna corrección. La propuesta fue que dentro de un mismo nivel energético existían subniveles. La forma concreta en que surgieron de manera natural estos subniveles, fue incorporando órbitas elípticas y correcciones relativistas.

El átomo en la actualidad tras muchas investigaciones se ha llegado a la conclusión que:

Esta compuestos por un núcleo y una corteza.

En el núcleo se encuentran los neutrones (son partículas nucleares sin carga) y por protones (son partículas nucleares con carga positiva).

Tienen la misma masa.

La corteza está constituida por electrones, estos giran en orbitas.

El tamaño del átomo está determinado por el movimiento de los electrones alrededor del núcleo por las orbitas.

En todos los átomos el número de protones es igual al número de electrones. En la tabla periódica el número de electrones y protones está determinado por el número atómico.

A la suma de los neutrones y los protones de le denomina numero másico.

8.) Partículas subatómicas

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