Constitución del átomo: modelos atómicos, configuración electrónica y enlaces químicos

La constitución del átomo

El átomo tiene un núcleo muy pequeño en relación con el tamaño total del átomo. En el núcleo se encuentran los protones y los neutrones.

Alrededor de este núcleo se mueven los electrones a una distancia muy grande en comparación con su tamaño. Es decir, la mayor parte del átomo está vacía.

Modelo atómico de Bohr

La carga negativa de los electrones hace que sean atraídos por el núcleo, que tiene carga positiva. Una forma de vencer esta atracción es estar en continuo movimiento alrededor del núcleo, algo parecido a lo que ocurre con los planetas del sistema solar, que giran alrededor del Sol.

Niveles de energía

• El primer nivel de energía puede albergar hasta 2 electrones.
• El segundo nivel de energía puede albergar hasta 8 electrones.
• El tercer nivel de energía puede albergar hasta 16 electrones.
• El cuarto nivel de energía puede albergar hasta 32 electrones.

En el modelo de Bohr, los electrones solo se pueden encontrar girando en determinados niveles de energía.

Modelo atómico actual

Los estudios teóricos llevados a cabo por el científico austriaco Erwin Schrödinger permitieron establecer el modelo mecanocuántico del átomo, que se considera válido actualmente.

Las diferencias más importantes entre este y los otros modelos son:

• Bohr supone que los electrones se encuentran en órbitas concretas a distancias definidas del núcleo.
• Mecanocuántico establece que los electrones se encuentran alrededor del núcleo ocupando posiciones más o menos probables, ya que su posición no se puede predecir con total exactitud.

Se llama orbital a la región del espacio en la que existe una probabilidad elevada de encontrar al electrón.

Configuración electrónica

Se denomina configuración electrónica de un átomo al modo en que están distribuidos los electrones alrededor del núcleo de dicho átomo.

Electrones de valencia y valencia química

Se denominan electrones de valencia a los electrones responsables del comportamiento químico de los átomos. Son los electrones situados en el último nivel.

La valencia de un elemento es el número de electrones que necesita o que le sobran para tener completo su último nivel.

Tipos de enlace químico

• Enlace iónico: se da entre iones de distinto signo, ya que las cargas de distinto signo se atraen.
• Enlace covalente: se da entre átomos que comparten electrones. Estos electrones son atraídos por los núcleos de los dos átomos.
• Enlace metálico: se debe a la atracción entre los electrones de valencia de todos los átomos y los iones positivos que se forman.

Tipos de cristales

• Cristales iónicos: las partículas que forman el cristal son iones (cationes y aniones).
• Cristales covalentes: las partículas que forman el cristal son átomos unidos mediante enlace covalente.
• Cristales metálicos: las partículas que se ordenan son los cationes de los metales y, rodeando a estos cationes, se encuentran los electrones libres que provienen de los electrones de valencia.

El mol

Un mol de átomos es la cantidad de un elemento químico equivalente a la que representa su masa atómica expresada en gramos. En el SI, el mol es la unidad de la magnitud denominada cantidad de sustancia.