Sustancias simples y compuestas y modelos atómicos: Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr

Sustancias simples y compuestas

Las sustancias simples están formadas por un solo elemento químico. No se pueden descomponer, aunque sí pueden unirse con otros elementos para formar compuestos. Las sustancias compuestas contienen más de un elemento y sí pueden descomponerse. Además, siempre mantienen la misma proporción entre sus elementos.

Modelo atómico de Dalton

John Dalton propuso que la materia está hecha de átomos, partículas pequeñas e indivisibles. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí y tienen la misma masa. Los compuestos se forman al unirse átomos distintos. En las reacciones químicas los átomos no se destruyen, solo se reorganizan, por lo que la masa total se conserva.

Número atómico y número másico

El número atómico (Z) indica cuántos protones tiene un átomo. Si el átomo es neutro, también coincide con el número de electrones. El número másico (A) es la suma de protones y neutrones, y representa la masa del átomo.

Masa atómica

La masa atómica relativa (Ar) compara la masa de un átomo con la del hidrógeno. La unidad de masa atómica es la u (unidad de masa atómica), basada en el carbono-12. 1 u equivale aproximadamente a 1,66 × 10⁻²⁷ kg.

Isótopos

Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen igual número de protones pero distinto número de neutrones. La masa atómica de un elemento se calcula combinando las masas y abundancias relativas de sus isótopos.

Modelo de Dalton (descripción adicional)

Dalton afirmaba que la materia está formada por átomos muy pequeños, esféricos e indivisibles. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí y tienen la misma masa. Los compuestos se forman cuando átomos distintos se unen en proporciones fijas. En las reacciones químicas los átomos no se destruyen, solo se reorganizan; por eso la masa total se conserva.

Modelo de Thomson

J. J. Thomson descubrió el electrón y propuso que el átomo no era indivisible. Imaginó el átomo como una esfera de carga positiva con los electrones incrustados dentro, repartidos por toda la esfera. El átomo era neutro porque la carga positiva compensaba la negativa. Este modelo explicaba la existencia de electrones, pero no cómo se movían ni la estabilidad de las cargas en el átomo.

Modelo de Rutherford

Ernest Rutherford descubrió que el átomo está casi vacío. La carga positiva y casi toda la masa se concentran en un núcleo muy pequeño. Los electrones se mueven alrededor del núcleo formando la corteza electrónica. Este modelo introdujo el núcleo, pero no explicaba por qué los electrones no caían hacia él.

Modelo de Bohr

Niels Bohr propuso que los electrones se mueven en órbitas concretas con energía definida. Solo pueden ocupar ciertos niveles de energía y cada nivel tiene un número máximo de electrones. Los electrones pueden saltar a niveles superiores si absorben energía y volver a niveles inferiores emitiéndola. Este modelo explicaba mejor la estabilidad del átomo y los espectros de emisión y absorción de luz.

Regla del octeto

Los átomos tienden a alcanzar una configuración estable con ocho electrones en su capa de valencia (regla del octeto), aunque existen excepciones. Los gases nobles ya cumplen esta regla (excepto el helio, que es estable con dos electrones). Ejemplo: el oxígeno tiene 6 electrones en su capa externa, por lo que necesita ganar 2 para completar el octeto.

Formación de iones

Un ión es un átomo que ha ganado o perdido electrones. Si pierde electrones, se convierte en un catión (carga positiva). Si gana electrones, se convierte en un anión (carga negativa). Ejemplo: el oxígeno gana 2 electrones y se convierte en O²⁻.