Fundamentos de la Estructura Atómica: Modelos y Partículas Subatómicas

Teoría Atómica de Dalton

La teoría atómica de Dalton postula que:

• La materia está formada por átomos indivisibles.
• Los átomos son invariables.
• Los elementos están formados por átomos iguales que tienen la misma masa y las mismas propiedades químicas.
• Los átomos de elementos diferentes tienen masas y propiedades químicas también diferentes.
• Los compuestos químicos están formados por la combinación de átomos de dos o más elementos diferentes.
• Cuando dos o más átomos de distintos elementos se combinan para formar un mismo compuesto, lo hacen en una relación de números enteros sencillos.
• En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen.

Naturaleza Eléctrica de la Materia

La materia exhibe dos fenómenos eléctricos fundamentales: la atracción y la repulsión. La carga eléctrica es una propiedad intrínseca de la materia y puede ser de dos tipos: positiva o negativa.

• Las cargas del mismo tipo se repelen (por ejemplo, + con + y - con -).
• Las cargas de distinto tipo se atraen (por ejemplo, + con -).

Cuando existe un desequilibrio entre las cargas positivas y negativas en un cuerpo, los fenómenos de electrización se hacen manifiestos.

Partículas Subatómicas Fundamentales

Protón

• Tiene carga eléctrica positiva.
• Se encuentra exclusivamente en el núcleo del átomo.
• El valor de su carga es igual al del electrón, pero de signo opuesto.
• Su masa es mayor que la del electrón, pero menor que la del neutrón.

Electrón

• Tiene una masa muy pequeña.
• Gira alrededor del núcleo a gran velocidad.
• Tiene carga eléctrica negativa.
• El valor de su carga es igual al del protón, pero de signo opuesto.
• Posee una masa significativamente menor que la del protón.

Neutrón

• No tiene carga eléctrica (es neutro).
• Se encuentra exclusivamente en el núcleo del átomo.
• Tiene una masa mayor que la del protón.

Modelos Atómicos Históricos

Modelo de Thomson (Modelo del "Pudín de Pasas")

Según este modelo, el átomo es una esfera maciza de carga positiva en la que se encuentran incrustados los electrones, como pasas en un pudín. Se asumía que la carga eléctrica de cada átomo estaba distribuida de modo uniforme, lo que implicaba que las partículas que lo atravesaran no deberían ser apreciablemente desviadas de su trayectoria inicial.

Modelo de Rutherford (Modelo Planetario)

Este modelo postula que el átomo constituye un espacio fundamentalmente vacío, ocupado por los electrones que giran alrededor de un núcleo central muy denso. La carga positiva está concentrada en este núcleo central. Las partículas positivas que pasan muy cerca del núcleo se desvían considerablemente de su trayectoria inicial, y solo aquellas que colisionan directamente regresan en la dirección de la que proceden.

Iones

Un ion es un átomo que ha ganado o perdido electrones, adquiriendo así una carga eléctrica neta.

• Si un átomo pierde uno o más electrones, adquiere carga positiva y se convierte en un catión.
• Si un átomo gana uno o más electrones, adquiere carga negativa y se convierte en un anión.

Identificación de los Átomos

• Número Atómico (Z): Es el número de protones de un átomo. Este número define la identidad de un elemento químico.
• Número Másico (A): Es la suma de protones y neutrones de un átomo. Representa la masa aproximada del núcleo.
• Isótopos: Son átomos de un mismo elemento (es decir, tienen el mismo número de protones) que poseen diferente número de neutrones y, por lo tanto, diferente número másico.