Evolución Histórica y Estructura Fundamental del Átomo

Evolución de los Modelos Atómicos

1. Descubrimiento y Desarrollo del Concepto Atómico

• Demócrito (450 a.C.):

  Propuso que la materia está formada por partículas indivisibles llamadas átomos. Carecía de pruebas experimentales.

• Dalton (1803):

  Creó la primera teoría atómica moderna, basada en los siguientes postulados:

  1. La materia está formada por átomos pequeños e indivisibles.
  2. Átomos del mismo elemento son iguales entre sí.
  3. Átomos de distintos elementos son diferentes.
  4. Los átomos se combinan para formar compuestos químicos.

J.J. Thomson (1906): Descubrió los electrones, partículas negativas sin masa, y propuso el modelo del pudín de pasas.

Rutherford (1911–1919): Descubrió el núcleo atómico y los protones; propuso que los electrones orbitan alrededor del núcleo (modelo planetario).

Bohr (1913): Estableció que los electrones giran en órbitas fijas, denominadas niveles de energía.

Chadwick (1932): Descubrió el neutrón, partícula sin carga eléctrica pero con masa, ubicada dentro del núcleo.

2. Estructura Fundamental del Átomo

¿Qué es el átomo?

Es la unidad más pequeña de la materia que conserva las propiedades de un elemento químico.

Partes del átomo:

• Núcleo: Contiene protones (+) y neutrones (carga neutra).
• Corteza: Región donde los electrones (–) orbitan alrededor del núcleo.

3. Números Atómicos y Másicos

• Número atómico (Z): Representa el número de protones en el núcleo.
• Número másico (A): Es la suma de protones + neutrones. La relación es: A = Z + N (donde N es el número de neutrones).

4. Isótopos

Son átomos del mismo elemento (igual Z) pero que poseen un distinto número de neutrones, lo que resulta en una diferente masa atómica. Ejemplo: Carbono-12 y Carbono-14.

5. Iones

Son átomos que han ganado o perdido electrones, adquiriendo una carga eléctrica neta:

• Gana electrones → anión (carga –)
• Pierde electrones → catión (carga +)

6. Configuración Electrónica

Describe la distribución de electrones en los niveles y subniveles de energía, siguiendo el orden establecido por el diagrama de Moeller (o regla del serrucho). Ejemplo: Oxígeno (Z = 8) → 1s² 2s² 2p⁴.

7. La Tabla Periódica de los Elementos

Organización Histórica

• Mendeleiev (1869): Ordenó los elementos basándose en su masa atómica y agrupó aquellos con propiedades químicas similares.
• Moseley (1913): Estableció la organización moderna, ordenando los elementos por su número atómico (Z).

Características Actuales

La tabla contiene 118 elementos, organizados en 18 grupos (columnas verticales) y 7 periodos (filas horizontales).

Clasificación por Propiedades:

• Metales: Tienden a tener pocos electrones en su capa de valencia, son buenos conductores y generalmente sólidos.
• No metales: Poseen muchos electrones en su capa de valencia, son aislantes y pueden ser sólidos, líquidos o gases.
• Semimetales: Presentan propiedades intermedias entre metales y no metales.

Resumen de Modelos Atómicos

• Dalton: El átomo es una esfera maciza e indivisible.
• Thomson: El átomo es una esfera de carga positiva con electrones incrustados (modelo del pudín de pasas).
• Rutherford: El átomo posee un núcleo positivo denso y los electrones giran a su alrededor como planetas.
• Bohr: Los electrones giran en órbitas fijas o niveles de energía definidos alrededor del núcleo.