Fundamentos de la Estructura Atómica: Partículas, Isótopos e Iones

Relación entre la materia y la electricidad

Diversos fenómenos demuestran que existe una relación estrecha entre la constitución de la materia y la electricidad:

• Algunos cuerpos adquieren carga eléctrica.
• Determinados compuestos químicos se descomponen en sus elementos mediante el paso de la corriente eléctrica.
• Ocurren fenómenos específicos cuando se aplica un elevado potencial eléctrico.

El descubrimiento del electrón

El físico inglés J.J. Thomson demostró en 1897 que, en las descargas eléctricas en gases, se producen partículas con carga eléctrica negativa, denominadas electrones. Thomson propuso un modelo de átomo formado por partículas con carga negativa. El descubrimiento del electrón indicó que el átomo no es indivisible y que está constituido por partículas subatómicas.

Experimento de Rutherford

En 1911, el físico Ernest Rutherford y su colaborador, el físico alemán H. Geiger, lanzaron partículas alfa (con carga eléctrica positiva) contra una lámina metálica. En contra de lo esperado —ya que el modelo de Dalton suponía que los átomos eran esferas macizas—, observaron que la mayoría de las partículas atravesaban la lámina sin desviarse.

Para explicar estos hechos, Rutherford propuso el modelo atómico nuclear, que sitúa la mayor parte de la masa del átomo concentrada en una zona muy pequeña del mismo (el núcleo). El modelo supone que el resto del átomo está prácticamente vacío.

Conceptos fundamentales del átomo

Número atómico (Z)

El número atómico (Z) es el número de protones que tiene un átomo. En un átomo neutro, hay el mismo número de protones que de electrones:

Z = número de protones = número de electrones

Cada elemento químico está caracterizado por su número atómico.

Número másico (A)

El número másico (A) de un átomo es el número de partículas que hay en su núcleo, es decir, la suma del número de protones (Z) y del número de neutrones (N):

A = Z + N

Masa atómica

Es la medida de la masa de uno de sus átomos, expresada en unidades de masa atómica (u).

Isótopos e Iones

Isótopos

Se denominan isótopos a los átomos que tienen el mismo número atómico pero distinto número másico; es decir, tienen el mismo número de protones pero distinto número de neutrones.

Iones

Son átomos que han perdido o ganado electrones en su corteza:

• Cationes: Átomos con carga positiva (han perdido electrones).
• Aniones: Átomos con carga negativa (han ganado electrones).