Modelos Atómicos: De Dalton a Bohr y Conceptos Clave de Química

Evolución de los Modelos Atómicos

Modelo de Dalton

• El átomo es una partícula indivisible, indestructible y maciza (como una bola sólida).
• Todos los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y propiedades.
• Los compuestos se forman cuando átomos de distintos elementos se combinan en proporciones fijas y sencillas (números enteros).
• No existen electrones, núcleo ni cargas en este modelo.

Modelo de Thomson ("Pudin con Pasas")

• El átomo sí es divisible: contiene electrones (partículas con carga negativa).
• El átomo es una esfera de carga positiva en la que los electrones están incrustados, como las pasas en un pudin.
• No hay un núcleo definido; la carga positiva está repartida por todo el átomo.
• El átomo en su conjunto es eléctricamente neutro.

Modelo de Rutherford (Modelo Nuclear)

• Se basa en el famoso experimento de la lámina de oro.
• El átomo tiene un núcleo pequeño, denso y con carga positiva, donde se concentra casi toda su masa.
• Los electrones giran alrededor del núcleo en trayectorias circulares, de forma similar a los planetas alrededor del Sol.
• La mayor parte del átomo es espacio vacío.
• Presentaba dos fallos importantes:
  • No explicaba por qué los electrones no caían hacia el núcleo, ya que según la física clásica, deberían perder energía y colapsar.
  • No explicaba los espectros atómicos de rayas (la luz que emiten los átomos al ser excitados).

Modelo de Bohr

• Los electrones solo pueden girar en órbitas estacionarias permitidas (niveles de energía fijos).
• En dichas órbitas, los electrones no emiten ni absorben energía, lo que explica la estabilidad del átomo.
• Cuando un electrón salta de una órbita a otra:
  • Absorbe energía si salta a una órbita más externa.
  • Emite energía (en forma de luz) si cae a una órbita más interna.
• Cada salto de energía produce una línea específica en el espectro atómico, explicando así los espectros de rayas.

Conceptos Fundamentales del Átomo

Las 3 Reglas de Oro

(Toma nota de estas fórmulas)

• Número Atómico (Z) = Número de protones. Este valor nunca cambia para un elemento. Por ejemplo, el aluminio (Al) siempre tiene 13 protones.
• Número Másico (A) = Protones + Neutrones. Por lo tanto, para calcular los neutrones: Neutrones = A – Z.
• Carga = Protones – Electrones. Por lo tanto, para calcular los electrones: Electrones = Protones – Carga.
  • Si la carga es +2 (catión), significa que ha perdido 2 electrones: Electrones = Z – 2.
  • Si la carga es –1 (anión), significa que ha ganado 1 electrón: Electrones = Z + 1.

Isótopos y Masa Atómica

Ejercicio 18: Identificación de Isótopos

Definición de Isótopo

Los isótopos son átomos del mismo elemento (mismo número atómico, Z) que tienen un número diferente de neutrones (y, por tanto, diferente número másico, A).

¿Cómo identificarlos?

1. Observa el número atómico (Z) de cada especie química.
2. Aquellas especies que tengan el mismo Z pero diferente A son isótopos entre sí.

Ejemplo práctico:

Si en tu ejercicio tienes las siguientes especies:

• 4018R → Z = 18, A = 40
• 4119S → Z = 19, A = 41
• 4218T → Z = 18, A = 42

La conclusión sería: R y T son isótopos porque ambos tienen el mismo número atómico (Z=18, pertenecen al elemento argón) pero diferente número másico (40 y 42).

Ejercicio 19: Cálculo de la Masa Atómica Promedio

Problema: El boro tiene dos isótopos: uno con masa 10 u y una abundancia del 19,78 %, y otro con masa 11 u. Calcula la masa atómica promedio del boro.

Pasos para la resolución:

1. Convertir los porcentajes a decimales:
   • Abundancia del isótopo 1: 19,78 % → 0,1978
   • Abundancia del isótopo 2: 100 % – 19,78 % = 80,22 % → 0,8022
2. Multiplicar la masa de cada isótopo por su abundancia decimal:
   • 10 u × 0,1978 = 1,978
   • 11 u × 0,8022 = 8,8242
3. Sumar los resultados obtenidos:
   • 1,978 + 8,8242 = 10,8022
4. Redondear al número de decimales apropiado (generalmente dos):
   • Resultado final: 10,80 u

Introducción a los Coloides

¿Qué es un Coloide?

Un coloide o sistema coloidal es una mezcla que aparenta ser homogénea, pero en realidad es heterogénea a nivel microscópico. Se compone de dos fases:

• Fase dispersa: Las partículas que se encuentran "esparcidas" en pequeña cantidad.
• Fase dispersante: El medio en el que las partículas están suspendidas.

Ejemplos comunes de coloides incluyen la leche, la mayonesa, la niebla o la espuma de cerveza. A diferencia de las suspensiones, sus partículas no se sedimentan con el tiempo y son capaces de dispersar la luz, un fenómeno conocido como efecto Tyndall.

Clasificación de los Coloides

El ejercicio 6 se refiere a una tabla que clasifica los coloides según el estado físico (sólido, líquido o gas) de sus fases dispersa y dispersante. Cada combinación recibe un nombre específico (por ejemplo, sol, emulsión, espuma, aerosol).