Fundamentos de la Física: Estructura de la Materia, Modelos Atómicos y Estados de Agregación

Estructura Fundamental de la Materia

Cuerpo

Es una porción limitada de **materia** que tiene forma, masa y, generalmente, podemos verla a simple vista.

<dt>Partícula</dt>
<dd>Resulta de dividir un cuerpo tan finamente hasta el límite de la visión humana.</dd>

<dt>Átomo</dt>
<dd>Es la porción más pequeña de materia que conserva las **propiedades** de la misma.</dd>

<dt>Partícula Subatómica</dt>
<dd>Son los componentes principales del átomo. Las partículas subatómicas por sí solas ya no conservan las propiedades originales de la materia.</dd>

<dt>Quark</dt>
<dd>Es una partícula muy pequeña que constituye las partículas subatómicas. Se considera que es la **última parte fundamental** de la materia.</dd>

Partículas Subatómicas Clave

Positrón

Es una partícula del mismo tamaño que el electrón, pero tiene carga eléctrica **positiva** (antipartícula del electrón).

<dt>Fermión</dt>
<dd>Son partículas presentes en el núcleo del átomo que presentan un giro o *spin* semientero.</dd>

<dt>Neutrino</dt>
<dd>Es una partícula subatómica eléctricamente **neutra** con carga 0.</dd>

<dt>Hadrón</dt>
<dd>Es una partícula subatómica compuesta de **quarks** (como protones y neutrones). Presentan ciertos movimientos que intervienen en la **cohesión interna del núcleo** del átomo.</dd>

Evolución de los Modelos Atómicos

La comprensión de la estructura atómica ha evolucionado a través de diversos modelos propuestos por científicos clave:

• Demócrito y Leucipo (Siglo V a.C.)

  Postularon que “la materia se puede dividir hasta su mínima expresión denominada **átomo**”.

• John Dalton (1808)

  Consideraba al átomo como pequeñas partículas esféricas muy diminutas e indivisibles.

• J.J. Thomson (1897)

  Propuso el modelo del “**budín de pasas**”. El átomo era una esfera grande con carga eléctrica positiva (+) la cual tenía incrustados electrones con carga eléctrica negativa (–).

• Jean Perrin (1901)

  Establece que las cargas eléctricas negativas (electrones) del átomo no estaban ubicadas al azar.

• Ernest Rutherford (1911)

  Propone que el átomo era como un **sistema solar**. En el centro se encontraría el **núcleo** (con protones y neutrones), y en la periferia, girando a gran velocidad, están los electrones.

• Niels Bohr (1913)

  Estableció que los electrones del átomo giraban en **órbitas circulares** a grandes velocidades, con niveles de energía cuantizados.

• Arnold Sommerfeld (1916)

  Propone la existencia de **subniveles de energía** y órbitas elípticas.

• Erwin Schrödinger (1926)

  Desarrolló la **ecuación de onda**. Descubrió que el átomo posee niveles de energía, subniveles de energía y **orbitales** (regiones de probabilidad).

• Dirac y Jordan (1928)

  Descubrieron que los electrones se mueven en orbitales de energía, que distan mucho de los modelos anteriores, incorporando la relatividad.

Modelo Atómico Actual

Denominado también **modelo de la mecánica cuántica**. Consiste en un **núcleo central**, rodeado de orbitales de energía y subniveles, donde la posición del electrón se describe probabilísticamente.

Los Estados de Agregación de la Materia

Estado Sólido

Las fuerzas de atracción son **mayores** que las fuerzas de repulsión. Tiene forma, dimensiones y volumen bien establecidos.

<dt>Estado Líquido</dt>
<dd>Las fuerzas de atracción y repulsión son **iguales**. No tiene forma propia definida, adopta la forma del recipiente, no se comprime significativamente y se desplaza en capas.</dd>

<dt>Estado Gaseoso</dt>
<dd>Las fuerzas de repulsión son **mayores** que las de atracción. No tiene forma propia, adopta la forma del recipiente y puede ser **bastante comprimido**.</dd>

<dt>Estado de Plasma</dt>
<dd>Es el estado más abundante en la naturaleza. La materia está totalmente **ionizada** con gran cantidad de energía. El plasma puede ser contenido o moldeado por la gravedad o campos magnéticos.</dd>

<dt>Estado Radiante</dt>
<dd>La materia no llega a formar átomos estables. Su aspecto es como una nube bastante difusa que generalmente emite luz a manera de una **fosforescencia**.</dd>

<dt>Superátomo (Condensado de Bose-Einstein)</dt>
<dd>Es un estado artificial de la materia. Se utilizaron átomos de rubidio que fueron enfriados hasta el **cero absoluto** (o muy cerca de él). Al carecer de movimiento, los átomos se comportan como una sola entidad cuántica.</dd>