Fundamentos de la Estructura Atómica: Carga, Modelos y Radiactividad
Enviado por Programa Chuletas y clasificado en Química
Escrito el en 
español con un tamaño de 5,2 KB
Naturaleza Eléctrica de la Materia
- Las cargas del mismo signo se repelen entre sí, originando una fuerza de repulsión.
- Las cargas de distinto signo se atraen entre sí, originando una fuerza de atracción.
El Átomo y sus Componentes
El átomo es divisible y está compuesto por las siguientes partículas subatómicas:
Partículas Subatómicas
- Electrones
- Partículas que contienen carga negativa.
- Protones
- Partículas que contienen carga positiva.
- Neutrón
- Partícula sin carga (neutra), presente cuando el átomo tiene la misma cantidad de electrones y protones.
Propiedades de la Carga
- La carga del protón es igual en magnitud a la carga del electrón y equivale a $1.6 \times 10^{-19}$ C.
- La masa del protón es unas 1800 veces mayor que la masa del electrón.
Iones
Un ion es un átomo que ha ganado o perdido electrones, por lo tanto, posee una carga neta. Puede ser de dos tipos:
- Catión: El átomo que pierde electrones. Su carga neta es positiva.
- Anión: El átomo que gana electrones. Su carga neta es negativa.
Modelos Atómicos
Modelo Atómico de Thomson
Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones, similar a un “pudín de pasas”.
El modelo de Thomson era bastante razonable y, además, proporcionaba información sobre la formación de los iones.
Modelo Atómico de Rutherford (Modelo Nuclear)
Rutherford bombardeó una fina lámina de oro con partículas alfa (positivas) y observó lo siguiente:
- La mayoría de las partículas alfa atravesaron la lámina sin desviarse.
- Unas pocas partículas se desviaron considerablemente.
- Muy pocas rebotaron.
Rutherford concluyó que el átomo está mayormente vacío. La mayor parte de la masa se debe a los protones (ubicados en el núcleo), y los electrones se encuentran en la corteza, moviéndose a gran velocidad. Este modelo también se conoce como modelo atómico nuclear.
Modelo Atómico de Bohr
El modelo de Bohr se basa en dos postulados principales:
- Los electrones se mueven en ciertas órbitas circulares en las que no emiten energía. En cada órbita, el electrón tiene una energía determinada, la cual es mayor cuanto más lejos del núcleo se encuentre.
- Cuando un electrón salta de un nivel superior a otro inferior, emite energía (fotones).
Capas Electrónicas
Los electrones se encuentran organizados en capas. Su orden de capacidad es el siguiente:
- Capa 1: 2 electrones.
- Capa 2: 8 electrones.
- Capa 3: 18 electrones.
- Capa 4: 32 electrones.
A los electrones de la última capa se les llama electrones de valencia, y a esa capa se le denomina capa de valencia.
Números Atómico y Másico
- El Número Atómico (Z): Es el que indica el número de protones que hay en el núcleo.
- El Número Másico (A): Es la suma del número de protones y de neutrones que hay en el núcleo.
Isótopos
Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen igual número atómico (Z), pero distinto número másico (A).
Isótopos del Hidrógeno
Existen tres tipos de isótopos de hidrógeno:
- Protio: Protón 1, Neutrón 0.
- Deuterio: Protón 1, Neutrón 1, Electrón 1.
- Tritio: Protón 1, Neutrón 2, Electrón 1.
Cálculo de la Masa Atómica Promedio
Para calcular la masa atómica de un elemento, hay que tener en cuenta las masas de los diferentes isótopos ($M_1, M_2$) y sus abundancias relativas (riquezas, %). La fórmula sería:
$$\text{Masa Atómica} = \frac{M_1 \cdot \%_1}{100} + \frac{M_2 \cdot \%_2}{100}$$
Radiactividad
Hay tres tipos de radiaciones:
- Radiación Alfa ($\alpha$): Consta de dos protones y dos neutrones (núcleo de Helio), con lo que su número másico es 4. Las partículas alfa son emitidas por los núcleos a gran velocidad, pero se frenan rápidamente en el aire y tienen escaso poder de penetración (unas hojas de papel las retienen).
- Radiación Beta ($\beta$): Es el resultado de la desintegración de un neutrón. Las partículas beta (electrones) van a gran velocidad y tienen un poder de penetración mayor que las partículas alfa.
- Radiación Gamma ($\gamma$): Es energía pura (ondas electromagnéticas) que se propaga a la velocidad de la luz. Tiene un gran poder de penetración y solo es detenida por materiales densos como el metal o el plomo.