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

ÁTOMO

 

El átomo es un constituyente de la materia ordinaria, con propiedades químicas bien definidas, formado a su vez por constituyentes más elemental 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.

Actualmente se conoce que el átomo está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de electrones. Esto fue descubierto a principios del siglo XX. Poco después se descubrió que también el núcleo está formado por partes, como los protones, con carga positiva, y neutrones, eléctricamente neutros. Los electrones, cargados negativamente, permanecen ligados a este mediante la fuerza electromagnética.

Estructura atómica

Núcleo atómico

Los protones y neutrones de un átomo se encuentran ligados en el núcleo atómico, la parte central del mismo. Los átomos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones, que se denomina número atómico y se representa por Z.

Los átomos de un elemento dado pueden tener distinto número de neutrones: se dice entonces que son isótopos. Ambos números conjuntamente determinan el núclido.

En átomos con número atómico bajo, los núcleos con una cantidad distinta de protones y neutrones tienden a desintegrarse en núcleos con proporciones más parejas, más estables. Sin embargo, para valores mayores del número atómico, la repulsión mutua de los protones requiere una proporción mayor de neutrones para estabilizar el núcleo.

 

Nube de electrones

Los electrones en el átomo son atraídos por los protones a través de la fuerza electromagnética. Esta fuerza los atrapa en un pozo de potencial electrostático alrededor del núcleo, lo que hace necesaria una fuente de energía externa para liberarlos. Cuanto más cerca está un electrón del núcleo, mayor es la fuerza atractiva, y mayor por tanto la energía necesaria para que escape.

Los electrones, como otras partículas, presentan simultáneamente propiedades de partícula puntual y de onda, y tienden a formar un cierto tipo de onda estacionaria alrededor del núcleo, en reposo respecto de este.

 

Propiedades

Masa

La mayor parte de la masa del átomo viene de los nucleones, los protones y neutrones del núcleo. También contribuyen en una pequeña parte la masa de los electrones.

Tamaño

Los átomos no están delimitados por una frontera clara, por lo que su tamaño se equipara con el de su nube electrónica. Sin embargo, tampoco puede establecerse una medida de esta, debido a las propiedades ondulatorias de los electrones. En la práctica, se define el radio atómico estimándolo en función de algún fenómeno físico, como la cantidad y densidad de átomos en un volumen dado, o la distancia entre dos núcleos en una molécula.

Niveles de energía

Un electrón ligado en el átomo posee una energía potencial inversamente proporcional a su distancia al núcleo y de signo negativo, lo que quiere decir que esta aumenta con la distancia. La magnitud de esta energía es la cantidad necesaria para desligarlo, y la unidad usada habitualmente para expresarla es el electronvoltio (eV).

 

Modelo atómico

 

Modelo de Dalton

 

Modelo de Thomson

 

Modelo de Rutherford

 

Modelo de Bohr

 

Modelo de Schrödinger

 

Modelo de Dirac

 

 

Modelo de Dalton: Introduce la idea de la discontinuidad de la materia, es decir, ésta es la teoría científica que considera que la materia está dividida en átomos (dejando aparte a precursores de la antigüedad como Demócrito y Leucipo)

                Los postulados de esta teoría son:

1.        La materia está dividida en unas partículas invisibles e inalterables, que se denominan átomos.

2.        Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (presentan igual masa y propiedades).

3.        Los átomos de distintos elementos tienen distinta masa y propiedades.

 

Modelo de Thomson: Introduce la idea de que el átomo puede dividirse en las llamadas partículas elementales:

1.        Electrones, de carga negativa.

2.        Protones, de carga positiva.

3.        Neutrones, sin carga y con una masa mucho mayor que el resto.

Thomson considera al átomo como una gran esfera con carga eléctrica positiva, en la cual se distribuyen los electrones como pequeños granitos.

 

Modelo de Rutherford: En 1911, Rutherford introduce el modelo planetario, que es el más utilizado aún hoy en día. Considera que el átomo se divide en:

1.        Un núcleo central, que contiene los protones y los neutrones (y por tanto es donde se concentra toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo).

2.        Una corteza, formada de los electrones, que giran alrededor del núcleo en órbitas circulares, de forma similar a como giran los planetas alrededor del Sol.

Las experiencias de Rutherford demostraban que el núcleo es muy pequeño comparado con el tamaño de todo el átomo. El átomo es prácticamente hueco.

 

Modelo de Bohr: El modelo de Bohr tiene tres postulados. El primero dice:

1.        El electrón gira alrededor del núcleo en órbitas circulares si emitir energía radiante.

 

 

Unos enlaces para saber más sobre:

·          Partículas subatómicas: http://www.ecured.cu/index.php/Part%C3%ADculas_subat%C3%B3micas

·          Historia de la teoría atómica: http://curiosidades.batanga.com/2011/05/05/evolucion-de-la-teoria-atomica

·         Física cuántica:  http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/8611603/Fisica-Cuantica-Para-Principiantes.html    http://www.mantra.com.ar/contmanifestacionesenergeticas/queeslafisicacuantica.html