Historia del Átomo, Isótopos y Clasificación de los Elementos Químicos

Evolución del Modelo Atómico

Un modelo atómico es una representación del átomo basándose en los datos obtenidos de sus expresiones.

Antecedentes Históricos

• Antigua Grecia: Demócrito nombró por primera vez el átomo como la parte más pequeña de la materia. En esta época, la teoría de los cuatro elementos de Aristóteles tenía mayor importancia y se olvidó la idea del átomo.
• Edad Media: Se mantenía la idea de los cuatro elementos. Aparecen los alquimistas, quienes descubren nuevas sustancias, fabrican nuevos materiales de laboratorio e inventan nuevas técnicas, como el baño María o el alambique, intentando conseguir la piedra filosofal.
• Renacimiento: Empieza a utilizarse el método científico y eso hace que haya una revolución científica.
• Siglo XIX: Aparecen las distintas ciencias, entre ellas la química. Lavoisier y Proust realizan experimentos que Dalton utiliza para establecer su teoría atómica.

Principales Modelos Atómicos

Modelo de Dalton

Las ideas fundamentales de su teoría son las siguientes:

• La materia está constituida por átomos.
• Los átomos son indivisibles y no se modifican en las reacciones químicas.
• Todos los átomos de un mismo elemento químico son iguales.
• Los átomos de elementos químicos diferentes son diferentes.
• Los compuestos están formados por la unión de átomos de distintos elementos.

En el modelo de Dalton, el átomo se considera una esfera que no se rompe.

Modelo de Thomson (Finales del siglo XIX - Principios del XX)

Basado en el experimento de los rayos catódicos. Thomson determinó que la materia está formada por partículas negativas (-) y las llamó electrones. El modelo de Dalton ya no servía porque se descubrió que el átomo (positivo) tiene electrones a su alrededor.

Modelo de Bohr

Se basa en el modelo de Rutherford, pero establece que no todas las órbitas son permitidas. La órbita es la trayectoria cerrada que sigue el electrón alrededor del núcleo en los modelos de Rutherford y Bohr. Cuando el electrón está en una órbita permitida no gana ni pierde energía, pero sí lo hace cuando pasa de una órbita a otra.

Modelo de la Mecánica Cuántica

En este modelo encontramos el núcleo, donde están los protones y neutrones, y la corteza. La corteza está principalmente vacía y en ella encontramos los electrones moviéndose en orbitales.

Conceptos Fundamentales de Química

• Z (Número Atómico): Número de protones que hay en el núcleo (si el átomo es neutro, coincide con el número de electrones).
• A (Número Másico): Suma del número de protones y neutrones que hay en el núcleo.
• M.A. (Masa Atómica): Masa que tiene un átomo. La unidad utilizada es la u (unidad de masa atómica).

Isótopos y Radiactividad

• Isótopos: Son átomos del mismo elemento. Tienen el mismo número de protones, pero distinto número de neutrones.
• Isótopos radiactivos: Átomos que espontáneamente se rompen para dar átomos más pequeños, partículas radiactivas y energía.
• Radiactividad (Fisión): Se bombardea un núcleo de un átomo estable con neutrones. Se vuelve inestable y se rompe dando átomos más pequeños, partículas radiactivas y energía.
• Fusión nuclear: Es la unión de dos o más núcleos para dar lugar a un núcleo más grande (corregido de 'pequeño' por contexto físico, manteniendo la estructura).
• Residuos radiactivos: Son todos aquellos materiales que contienen núcleos radiactivos y para los cuales no está previsto ningún uso.
• Radioterapia: Se usa en técnicas de diagnóstico médico o para el tratamiento de tumores debido a su capacidad para eliminar células cancerosas.

Iones

Son átomos no neutros porque han ganado o perdido electrones. Hay dos tipos:

• Cationes (+): Tienen carga positiva porque han perdido electrones.
• Aniones (-): Tienen carga negativa porque han ganado electrones.

La Tabla Periódica

Familias y Grupos

• El Hidrógeno no tiene familia.
• Alcalinos: Grupo 1 (columna 1).
• Alcalinotérreos: Grupo 2 (columna 2).
• Metales de transición: Columnas 3 a la 12.
• Térreos: Grupo 13 (columna 13).
• Carbonoideos: Grupo 14 (columna 14).
• Nitrogenoides: Grupo 15 (columna 15).
• Anfígenos: Grupo 16 (columna 16).
• Halógenos: Grupo 17 (columna 17).
• Gases nobles: Grupo 18 (columna 18).
• Tierras raras: Lantánidos y Actínidos.

Elementos Químicos

Li Litio, Be Berilio, Na Sodio, Mg Magnesio, K Potasio, Ca Calcio, Rb Rubidio, Sr Estroncio, Cs Cesio, Ba Bario, Fr Francio, Ra Radio, Sc Escandio, Ti Titanio, V Vanadio, Cr Cromo, Mn Manganeso, Fe Hierro, Co Cobalto, Ni Níquel, Pd Paladio, Pt Platino, Cu Cobre, Ag Plata, Au Oro, Zn Cinc, Cd Cadmio, Hg Mercurio, Al Aluminio, Ga Galio, In Indio, Tl Talio, Sn Estaño, Pb Plomo, Bi Bismuto.

Semimetales

B Boro, Si Silicio, Ge Germanio, As Arsénico, Sb Antimonio, Te Teluro, Po Polonio, At Astato.

No Metales

C Carbono, N Nitrógeno, O Oxígeno, F Flúor, P Fósforo, S Azufre, Cl Cloro, Se Selenio, Br Bromo, I Yodo.

Gases Nobles

He Helio, Ne Neón, Ar Argón, Kr Kriptón, Xe Xenón, Rn Radón.