Desarrollo Histórico de los Modelos Atómicos y sus Componentes

Evolución de la Comprensión de la Materia: Los Modelos Atómicos

A comienzos del siglo XIX, el científico británico John Dalton estableció una teoría según la cual la materia estaba formada por partículas invisibles llamadas átomos.

A principios del siglo XX, se encontraron en el interior de los átomos otras partículas que llamaron protones, neutrones y electrones.

• La carga del electrón es igual a la del protón, pero de signo contrario.
• La masa del protón es muy parecida a la del neutrón.
• La masa del electrón es mucho más pequeña que la del protón y la del neutrón.

Hoy en día sabemos que hay otras partículas más pequeñas llamadas quarks.

Características Fundamentales de los Átomos

Los átomos presentan las siguientes características:

• Tienen un núcleo en el que se encuentran las partículas de mayor masa.
• Tienen corteza formada por electrones que giran alrededor del núcleo.
• Los átomos son neutros, por eso deben tener el mismo número de protones que de electrones.
• El número de neutrones es similar al número de protones, pero no es necesario que sea exactamente igual.

Representación y Notación Atómica

Para representar un átomo se utilizan un símbolo y dos números:

• El símbolo, está formado por la inicial del nombre del elemento en latín.
• El número atómico (Z), indica su número de protones.
• El número másico (A), es el número de protones más neutrones.

Conceptos Relacionados

Isótopos

Son átomos que tienen el mismo número de protones y distinto número de neutrones.

Iones

Son átomos que han perdido o ganado algún electrón.

• Cuando un átomo pierde electrones adquiere carga positiva y se convierte en un ion positivo o catión.
• Cuando un átomo gana electrones adquiere carga negativa y se convierte en un ion negativo o anión.

Masa Atómica de los Elementos Químicos

La masa de un isótopo es la suma de las masas de las partículas que lo constituyen. La masa atómica de un elemento químico es la masa de un átomo medio de ese elemento teniendo en cuenta todos los isótopos que existen de dicho elemento.

La masa atómica media se calcula así para el caso de un elemento con dos isótopos:

$$\text{Masa Media} = \frac{A_1\%_1 + A_2\%_2 + A_3\%_3}{100}$$

Desarrollo de los Modelos Atómicos

Modelo Atómico de Dalton

• Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento.
• Elemento es una sustancia formada por átomos iguales.
• Compuesto es una sustancia formada por átomos distintos combinados en una relación numérica sencilla y constante.
• En una reacción química los átomos no se crean ni se destruyen, solo se combinan los iones entre ellos.

Contribución de Thomson

Thomson encontró que en los átomos existe una partícula con carga eléctrica negativa, a la que llamó electrón.

Experimento y Modelo de Rutherford

En 1911, Ernest Rutherford bombardeó una lámina de oro con partículas alfa positivas, observándose lo siguiente:

• La mayor parte de ellas atravesaron la lámina sin cambiar de dirección.
• Algunas se desviaron considerablemente.
• Unas pocas partículas rebotaron hacia la fuente de emisión.

Rutherford descubrió el protón y estableció que:

• El átomo tiene un núcleo central en el que está concentrada la carga positiva y casi toda su masa.
• La carga positiva de los protones es compensada con la carga negativa de los electrones.
• El núcleo contiene protones en número igual al de electrones del átomo.
• Los electrones giran a mucha velocidad en torno al núcleo y están separados de este por una gran distancia.

Modelo Atómico de Bohr

El modelo de Bohr postula:

• El átomo está formado por un núcleo en el que se encuentran los protones y los neutrones; los electrones forman la corteza alrededor del núcleo.
• Los electrones de la corteza solo se pueden mover en determinadas órbitas; en ellas, aunque gire, el electrón no emite energía. En cada órbita el electrón tiene cierta energía, que es menor cuanto más cerca esté del núcleo.
• Para que un electrón pase de una órbita que está más cerca del núcleo a otra que está más alejada hay que darle energía.

Modelo Actual: Mecánico-Cuántico

Aquí se constituye la idea de que el electrón se sitúa en determinadas capas de energía por la definición de orbital.