Fundamentos del Átomo: Números, Iones y Modelos Atómicos Esenciales

Número Atómico (Z)

El número atómico (Z) es el número de protones que tiene un átomo en su núcleo. Dado que un átomo es eléctricamente neutro, el número de protones debe ser igual al de electrones. Por lo tanto, el número atómico también indica el número de electrones presentes en un átomo neutro.

Número Másico (A)

El número másico (A) es la suma de protones (Z) y neutrones (N) presentes en el núcleo de un átomo. El número másico es un indicador de la masa del átomo. La masa de los electrones no se tiene en cuenta en este cálculo, ya que es insignificante en comparación con la masa de los protones y los neutrones. Las partículas que componen el núcleo (protones y neutrones) se denominan nucleones.

Unidad de Masa Atómica (UMA)

La unidad de masa atómica (UMA) se ha fijado arbitrariamente como la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12 y equivale a una masa de 1,66 · 10^–27 kg.

Catión

Un catión es un átomo o una molécula cuya carga eléctrica es positiva. Esto significa que su número de protones supera al de electrones.

Anión

A diferencia de un catión, un anión se caracteriza por tener un número mayor de electrones que de protones, resultando en una carga eléctrica negativa.

Modelos Atómicos Fundamentales

Modelo Atómico de Thomson

El físico inglés Joseph John Thomson demostró que las partículas con carga eléctrica negativa formaban parte de todo tipo de átomos. Había descubierto el electrón, la primera partícula subatómica, responsable de los fenómenos eléctricos y el origen de la electricidad en la materia.

Según el modelo de Thomson, conocido como el "pudín de pasas", los átomos se comportan como pequeñísimas masas esféricas con carga positiva, dentro de las cuales se encuentran los electrones con carga negativa, distribuidos en posiciones fijas.

Modelo Atómico de Rutherford

Ernest Rutherford, a través de su experimento de la lámina de oro, propuso un nuevo modelo atómico. Observó que la desviación de las partículas alfa se debía a que la carga positiva del átomo debía estar concentrada en una pequeña parte central, a la que denominó núcleo. El resto del átomo debía estar casi vacío.

• La carga positiva de los átomos, y casi toda su masa, está concentrada en una zona central llamada núcleo.
• El núcleo tiene carga positiva debido a unas partículas llamadas protones. La carga total del átomo es neutra porque el número de protones es igual al número de electrones (que se encuentran en la corteza).
• El radio de un átomo es, aproximadamente, cien mil veces mayor que el radio del núcleo.
• El modelo de Rutherford fue perfeccionado por el físico inglés J. Chadwick, quien en 1932 descubrió unas partículas neutras que formaban parte del núcleo. Estas partículas, con una masa semejante a la del protón y sin carga eléctrica, fueron llamadas neutrones.

Modelo Atómico de Bohr

En 1913, el físico danés Niels Bohr propuso un modelo atómico que explicaba la estabilidad de los electrones y los espectros de emisión. Según Bohr, los electrones solo pueden ocupar órbitas determinadas en la corteza atómica, y estas órbitas se caracterizan por sus niveles de energía.

• Los electrones solo pueden girar en órbitas a distancias específicas y cuantificadas del núcleo.
• En estas órbitas o capas, los electrones giran con una energía constante, sin emitir ni absorber energía.
• Cada capa, también llamada nivel de energía, puede albergar un número diferente de electrones. El número máximo de electrones por nivel se calcula mediante la fórmula 2n², donde n es el número del nivel (n = 1, 2, 3,...).