Evolución de los Modelos Atómicos y Propiedades: Radio Atómico y Enlace Iónico

Radio Atómico y su Variación en la Tabla Periódica

Aumento al Descender en un Grupo

El radio de un átomo depende del número cuántico principal "n". Al aumentar este número, aumenta el radio, ya que los electrones se van colocando en orbitales de mayor tamaño y, por lo tanto, se hallarán más alejados del núcleo.

Disminución de Izquierda a Derecha en un Periodo

En los periodos cortos, los electrones de valencia se sitúan en el mismo nivel energético (o en un nivel de energía inferior), por lo que no habrá aumento de tamaño. Otro efecto es que, a medida que nos desplazamos en un periodo, aumenta el número de protones, que ejercerán una mayor fuerza de atracción sobre la nube electrónica y hará que los electrones se acerquen más a él.

Teoría Atómica de Dalton

En el año 1808, John Dalton establece la teoría atómica de la materia, la cual fue propuesta a partir de hechos observados al estudiar las reacciones químicas desde el punto de vista cuantitativo. Las bases de esta teoría son:

1. Toda la materia está constituida por pequeñas partículas que no pueden crearse, romperse, dividirse o destruirse, llamadas átomos.
2. Los átomos de un mismo elemento son semejantes en sus propiedades, pero difieren según el elemento que sea.
3. Una reacción química es tan solo un proceso en el que tiene lugar la unión, separación o reemplazo de átomos. Antes y después de un cambio químico hay la misma cantidad de sustancia, solo que reorganizada.

Gracias a la teoría de Dalton se pudieron explicar diversas leyes: ley de la conservación de la masa, ley de las proporciones definidas, ley de las proporciones múltiples y la de las proporciones equivalentes.

Modelo Atómico de Thomson

Thomson definió el átomo como una esfera con la masa y la carga positiva distribuidas uniformemente y los electrones insertos en ella (modelo del "pudin de pasas").

Modelo Atómico de Rutherford

Rutherford fue el primero en hablar de la existencia de un núcleo (aproximadamente 10,000 veces menor que el tamaño total del átomo), con toda la masa y la carga positiva, rodeado de carga negativa (electrones) de masa insignificante.

Problemas del Modelo de Rutherford

Según la física clásica, las partículas con carga eléctrica en movimiento acelerado (como los electrones orbitando) deberían irradiar energía continuamente, lo que haría que colapsaran hacia el núcleo. Además, el modelo no indicaba la distribución específica de los electrones y no explicaba los espectros atómicos discontinuos observados.

Modelo Atómico de Bohr

Niels Bohr propuso que el electrón de un átomo solo puede moverse en determinadas órbitas circulares alrededor del núcleo. En cada órbita, el electrón tiene una determinada energía y, por tanto, solo son posibles determinados valores o niveles de energía. La energía de las órbitas crece con respecto al núcleo, siendo la de menos energía la más próxima y la de más energía la más lejana.

Limitaciones del Modelo de Bohr

Este modelo presentaba problemas:

• No explica los espectros de otros elementos (solo funcionaba bien para el hidrógeno y especies hidrogenoides).
• No explicaba el efecto Zeeman (desdoblamiento de las líneas espectrales en presencia de un campo magnético).
• No explica la formación del enlace químico (como el iónico o covalente).

El Enlace Iónico

Características del Enlace Iónico

1. Se forma como resultado de la transferencia de uno o varios electrones desde átomos con tendencia a ceder electrones (baja electronegatividad, metales) a otros con tendencia a capturarlos (alta electronegatividad, no metales).
2. Se forman iones (cationes y aniones) que adquieren configuraciones electrónicas estables, generalmente las del gas noble más cercano en la tabla periódica.
3. En estos fenómenos participan los electrones más externos (electrones de valencia).
4. Se establece entre átomos con una gran diferencia de electronegatividad (generalmente mayor que 1,7).
5. Los iones formados se agrupan ordenadamente formando una red cristalina debido a la atracción electrostática.

Propiedades de las Sustancias Iónicas

• Son sólidos a temperatura ambiente con estructuras cristalinas.
• Tienen elevados puntos de fusión y ebullición (cuanto mayor sea su energía de red, más altos son estos puntos).
• Son solubles en disolventes polares (como el agua) e insolubles en disolventes apolares.
• No conducen la corriente eléctrica en estado sólido, ya que los iones están fijos en la red, pero sí la conducen cuando están fundidos o en disolución acuosa, donde los iones tienen movilidad.
• Son duros (resistentes a ser rayados) pero frágiles (se rompen fácilmente al ser golpeados), ya que un desplazamiento de capas iónicas enfrenta iones de igual carga, provocando repulsión y fractura de la red cristalina.