Conceptos Esenciales de la Materia: Átomos, Fenómenos y Modelos Atómicos Clásicos

El Átomo y la Materia

El átomo es la unidad estructural y reactiva fundamental de la materia, capaz de sufrir ciertos cambios químicos. Los átomos se combinan para formar moléculas, las cuales son unidades estructurales de sustancias compuestas.

El Modelo Corpuscular y la Difusión

Los elementos están formados por átomos y las sustancias compuestas por moléculas, las cuales se encuentran en constante movimiento. Este fenómeno se denomina modelo corpuscular y se debe a un factor llamado difusión.

• Difusión del aire: Evidencia de la discontinuidad de la materia.
• Difusión de sólidos y líquidos.

Fenómenos de Transporte: La Ósmosis

La ósmosis es un fenómeno de difusión de una sustancia a través de una membrana semipermeable.

La presión osmótica es la presión necesaria para detener el paso del solvente de un lado al otro de la membrana.

Naturaleza Eléctrica de la Materia

Desde la antigüedad, se han observado fenómenos de atracción entre cuerpos. Por ejemplo, Mileto (siglo VI a.C.) notó la atracción entre el ámbar y la piel de animal (lana) al frotarlos.

Tipos de Electrización

• Por frotamiento: Los átomos interactúan; uno de los cuerpos cede electrones y el otro los capta (ejemplo: regla de plástico + lana).
• Por contacto: Un cuerpo eléctricamente neutro se carga al entrar en contacto con un cuerpo ya cargado (ejemplo: cuerpo neutro + cuerpo con carga eléctrica).
• Por inducción: Un cuerpo eléctricamente neutro se polariza al aproximarse a otro cuerpo electrizado (ejemplo: dipolo + cuerpo neutro).

Modelos Atómicos Clásicos

Modelo Atómico de Dalton (1803-1808)

Las leyes ponderales de las combinaciones químicas encontraron una explicación satisfactoria en la teoría atómica formulada por John Dalton en 1803 y publicada en 1808. Dalton reinterpretó las leyes ponderales basándose en el concepto de átomo. Estableció los siguientes postulados o hipótesis, partiendo de la idea de que la materia es discontinua:

• Los elementos están constituidos por átomos, partículas materiales separadas e indestructibles.
• Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en todas las demás cualidades.
• Los átomos de los distintos elementos tienen diferentes masa y propiedades.
• Los compuestos se forman por la unión de átomos de los correspondientes elementos en una relación numérica sencilla. Los «átomos» de un determinado compuesto son a su vez idénticos en masa y en todas sus otras propiedades.

Modelo Atómico de Thomson (1904)

Joseph John Thomson (1904), partiendo de las informaciones disponibles hasta ese momento, presentó algunas hipótesis en 1898 y 1904, intentando justificar dos hechos clave:

1. La materia es eléctricamente neutra, lo que sugiere que, además de electrones, debe haber partículas con cargas positivas.
2. Los electrones pueden extraerse de los átomos, pero no así las cargas positivas.

Thomson propuso entonces un modelo para el átomo en el que la mayoría de la masa aparecía asociada con la carga positiva (dada la poca masa del electrón en comparación con la de los átomos) y suponiendo que había un cierto número de electrones distribuidos uniformemente dentro de esa masa de carga positiva (como una especie de pastel o calabaza en la que los electrones estuviesen incrustados como si fueran trocitos de fruta o pepitas).

Modelo Atómico de Rutherford (1911)

El modelo de Thomson presentaba un átomo estático y macizo. El modelo planteado por Ernest Rutherford sugiere que la carga positiva del átomo está concentrada en un núcleo estacionario de gran masa, mientras que los electrones negativos se mueven en órbitas alrededor del núcleo, ligados por la atracción eléctrica entre cargas opuestas.