Estructura Atómica: Modelos, Partículas y Configuración Electrónica Esencial

Teoría Atómica de Dalton

La teoría atómica de Dalton se basa en tres postulados o ideas fundamentales:

• A) La materia está formada por átomos, que son partículas indivisibles e indestructibles.
• B) Todos los átomos de un mismo elemento químico son iguales en masa y en propiedades, y distintos de los átomos de cualquier otro elemento químico. (Las propiedades se refieren a las propiedades específicas.)
• C) Los compuestos se forman por la unión de átomos de diferentes elementos, siempre del mismo tipo y en una misma proporción (relación).

Partículas Subatómicas Fundamentales

1. Electrón: descubierto por Thomson.
2. Protón: descubierto por Rutherford.
3. Neutrón: descubierto por Chadwick.

Modelos Atómicos Históricos y Actual

A) Modelo Atómico de Thomson

Cuando Thomson propuso su modelo atómico, la única partícula subatómica conocida era el electrón. Para Thomson, el átomo era esférico y estaba lleno de electricidad positiva por todo su interior. Dentro de esa electricidad positiva estaban incrustados los electrones en un número suficiente para contrarrestar la carga positiva, haciendo que el átomo fuera eléctricamente neutro.

B) Modelo Atómico de Rutherford

Cuando Rutherford propuso su modelo, ya se conocían las tres partículas fundamentales. Para Rutherford, el átomo seguía siendo esférico, pero estaba prácticamente vacío. Los electrones se encuentran en la corteza, pero no pueden estar quietos; deben moverse a velocidades enormes para generar una fuerza centrífuga que contrarreste la fuerza de atracción del núcleo.

C) Modelo Atómico de Bohr

Para Bohr, el átomo seguía siendo esférico. El átomo de Bohr tiene una parte central formada por el núcleo, donde se encuentran los protones y los neutrones. En la corteza, los electrones se mueven en capas o niveles de energía definidos. Mientras los electrones se muevan en una capa específica, no pierden ni ganan energía. Cuanto más cerca esté la capa del núcleo, menor energía tendrá. Los electrones pueden saltar de una capa a otra: si un electrón salta de una capa inferior a una superior, debe ganar energía (absorber energía); si un electrón salta de un nivel superior a uno inferior, debe emitir o perder energía.

D) Modelo Atómico Actual

• El número atómico (Z) se define como el número de protones que tiene un átomo en su núcleo. Este número coincide con el número de electrones que tiene el átomo en su corteza cuando es neutro.
• El número másico (A) se define como el número de nucleones (protones y neutrones) que tiene un átomo en su núcleo.
• Cuando un átomo gana o pierde electrones, se convierte en una especie química llamada ion. Los iones pueden ser positivos o negativos: los iones positivos reciben el nombre de cationes y los iones negativos reciben el nombre de aniones.

Configuración Electrónica

El número máximo de electrones en cada subnivel es:

• s → 2 electrones
• p → 6 electrones
• d → 10 electrones
• f → 14 electrones

A continuación, se presentan ejemplos de configuraciones electrónicas para diversos elementos, siguiendo el principio de Aufbau:

H(Z=1)= 1s¹
He(Z=2)= 1s²
Li(Z=3)= 1s² 2s¹
Be(Z=4)= 1s² 2s²
B(Z=5)= 1s² 2s² 2p¹
C(Z=6)= 1s² 2s² 2p²
N(Z=7)= 1s² 2s² 2p³
O(Z=8)= 1s² 2s² 2p⁴
F(Z=9)= 1s² 2s² 2p⁵
Ne(Z=10)= 1s² 2s² 2p⁶
Na(Z=11)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s¹
Mg(Z=12)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s²
Al(Z=13)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p¹
Si(Z=14)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p²
P(Z=15)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p³
S(Z=16)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁴
Cl(Z=17)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁵
Ar(Z=18)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶
K(Z=19)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s¹
Ca(Z=20)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 4s²
Sc(Z=21)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹ 4s²
Ti(Z=22)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d² 4s²
V(Z=23)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d³ 4s²
Cr(Z=24)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s¹
Mn(Z=25)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁵ 4s²
Fe(Z=26)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁶ 4s²
Co(Z=27)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁷ 4s²
Ni(Z=28)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d⁸ 4s²
Cu(Z=29)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s¹
Zn(Z=30)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s²
Ga(Z=31)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p¹
Ge(Z=32)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p²
As(Z=33)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p³
Se(Z=34)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁴
Br(Z=35)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁵
Kr(Z=36)= 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶ 3d¹⁰ 4s² 4p⁶

Nota: Para la resolución de ciertos problemas, se puede utilizar una fórmula específica.