Explorando la Estructura Atómica: Conceptos Clave y Modelos Fundamentales

Conceptos Fundamentales de la Estructura Atómica

Configuración Electrónica y Subniveles

La siguiente secuencia representa la distribución de los electrones en los diferentes **niveles** y **subniveles** energéticos de un átomo, siguiendo el principio de Aufbau:

1s2s2p3s3p4s3d4p5s4d5p6s4f5d6p7s5f6d7p

Los subniveles atómicos tienen una capacidad máxima de electrones:

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

Definiciones Clave

• El **número atómico (Z)**: Indica el número de **protones** en el núcleo de un átomo. Este número define la identidad de un elemento químico.
• El **número másico (A)**: Representa la suma total de **protones** y **neutrones** presentes en el núcleo de un átomo.
• Los **isótopos**: Son átomos del mismo elemento que poseen el **mismo número de protones (Z)**, pero difieren en su **número de neutrones**, lo que resulta en un **diferente número másico (A)**.

Constituyentes del Átomo y Estructura Atómica

Partículas Subatómicas

• Los **protones**: Se encuentran en el **núcleo** del átomo. Tienen una carga eléctrica de la misma magnitud que la del electrón, pero de signo **positivo**. Su masa es aproximadamente **1836 veces mayor** que la del electrón.
• Los **neutrones**: También se localizan en el **núcleo**. Carecen de carga eléctrica (son **neutros**) y su masa es muy similar a la del protón.
• Los **electrones**: Se ubican en la **corteza** o zona externa del átomo. Poseen carga eléctrica **negativa** y una masa significativamente menor que la de protones y neutrones.

Estructura del Átomo

• El **núcleo**: Es la **zona central** del átomo, extremadamente densa. Contiene la totalidad de la **carga positiva** (debido a los protones) y casi la **totalidad de la masa** del átomo (protones y neutrones). El número de protones en el núcleo es una característica fija y distintiva de cada elemento.
• La **corteza**: Es la **zona externa** del átomo, donde los electrones de carga negativa se mueven alrededor del núcleo. Ocupa la mayor parte del volumen atómico, pero está casi completamente vacía.

Modelos Atómicos Históricos

Modelo Atómico de Dalton (1808)

John Dalton propuso su modelo atómico en 1808, basándose en las siguientes ideas:

• La materia está compuesta por partículas extremadamente pequeñas, esféricas, **indivisibles** e **indestructibles**, denominadas **átomos**.
• Todos los átomos de un mismo elemento son **idénticos** en masa, tamaño y propiedades químicas.
• Los átomos de diferentes elementos son **distintos** en masa, tamaño y propiedades.
• Los átomos de distintos elementos se combinan en proporciones fijas y sencillas para formar **moléculas**, que son la unidad más pequeña de los compuestos.

Modelo Atómico de Thomson (1898)

En 1897, J.J. Thomson descubrió la existencia de los **electrones**, partículas subatómicas con carga negativa.

En 1898, Thomson enunció su modelo atómico, popularmente conocido como el modelo del "**pudín de pasas**", el cual postulaba que:

1. El átomo es una esfera compacta con la mayor parte de su masa y toda su carga positiva distribuidas de manera **uniforme**.
2. Los **electrones** están incrustados en esta esfera de carga positiva, de manera similar a las pasas en un pudín.
3. El átomo es eléctricamente **neutro**, lo que significa que la carga positiva de la esfera se compensa exactamente con la carga negativa total de los electrones.

Modelo Atómico de Rutherford (1911)

A partir de sus experimentos con láminas de oro, Ernest Rutherford concluyó que el átomo está fundamentalmente **vacío** y que debe contener una zona central muy pequeña y densa con carga positiva.

En 1911, Rutherford enunció su modelo atómico, el cual describe el átomo con dos zonas principales:

• El **núcleo**: Es la **zona central** del átomo, donde se concentra la totalidad de la **carga positiva** y prácticamente toda la **masa** del átomo.
• La **corteza**: Es la **zona externa** del átomo, donde los **electrones** (con carga negativa y una masa mucho menor que la del núcleo) giran alrededor del núcleo a grandes distancias. La carga positiva del núcleo es equilibrada por la carga negativa de los electrones, manteniendo la neutralidad eléctrica del átomo.

Es importante destacar que el átomo es aproximadamente **10.000 veces mayor** que su núcleo.