8/16/2019 El Modelo Atómico Actual y Sus Aplicaciones

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EL MODELO ATÓMICO ACTUAL Y SUS APLICACIONES.

Los principios básicos del modelo actual son: La presencia de un núcleo atómico

con las partículas conocidas, la casi totalidad de la masa atómica en un volumen

muy pequeño. Los estados estacionarios o niveles de energía fundamentales en

los cuales se distribuyen los electrones de acuerdo a su contenido energético.

Las partículas atomísticas y los modelos atómicos: Desde la Antigüedad, el ser

humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la materia. Unos 400 años antes

de Cristo, el filósofo griego Demócrito consideró que la materia estaba

constituida por pequeñísimas partículas que no podían ser divididas en otras más

pequeñas. Por ello, llamó a estas partículas átomos, que en griego quiere decir

indivisible. Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser eternos,

inmutables e indivisibles.

Modelos atómicos:

 A lo largo de la historia de la ciencia, muchos científicos han contribuido para

establecer un Modelo Atómico lo más parecido a la realidad, puesto que el átomo

es sumamente pequeño no ha sido posible observar su estructura.

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Después de muchísimos experimentos de grandiosos personajes e

investigadores se ha llegado al Modelo Atómico actual:

Para comprender mejor este modelo actual es necesario que conozcas sus

componentes:

- Las partículas subatómicas son los componentes más pequeños de un átomo,

el protón, neutrón y el electrón.

- Protón p+ Es la partícula positiva que se encuentra en el núcleo, su masa es

de 1 uma.

- El neutrón no Es la partícula sin carga que se encuentra en el núcleo y su masa

es de 1 uma.

- El electrón e- se encuentra girando en los orbitales y tiene carga negativa, su

masa es tan pequeña que se desprecia para cálculos de masa atómica.

- No. atómico (Z) .- Es la cantidad de protones o de electrones que tiene un átomo

los elementos están ordenados en la Tabla Periódica en base a este Número

atómico.

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  Z = p+ = e- corresponde a la casilla que ocupa el

elemento en la tabla periódica.

- Número de masa (A).- Es la suma de protones y neutrones en el núcleo.

Z = p+ + n0 

- Masa atómica.- Es el peso atómico y es “el promedio de las masas de los isótopos

a partir de su abundancia relativa”, estros valores son los valores que vemos en

la tabla periódica.

- Isótopos.- Son átomos de un mismo elemento químico, pero que poseen un

número de masa diferente debido al número diferente de neutrones.

Puedes observar en la imagen que los protones en color rojo son los mismos enlos tres átomos de carbono, lo que hace variar la masa de los átomos es la

cantidad de neutrones, en el primero son seis, en el segundo son siete y en el

último son ocho. Esto da las diferentes masas, 12, 13 y 14. Estos átomos son

isótopos del carbono.

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- Configuración electrónica.- Es la distribución que se da a los electrones de un

átomo, siguiendo determinadas especificaciones.

a. Se van a acomodar los electrones en el orden de los niveles y únicamente los que

el elemento requiera.b. Debe seguirse el orden que marcan las flechas ya que primero se llenan los

subniveles de menor energía.

c. Cada orbital puede tener 2 electrones nada más.

d. El subnivel "s" sólo puede tener 2 electrones, porque contiene 1 sólo orbital.

e. El subnivel "p" sólo puede tener 6 electrones, porque contiene 3 orbitales.

f. El subnivel "d" sólo puede tener 10 electrones, porque contiene 5 orbitales.

g. El subnivel "f" sólo puede tener 14 electrones, porque contiene 7 orbitales.

- Diagrama energético o Representación gráfica.- Es una forma más detallada de

expresar la configuración electrónica, ya que los orbitales son expresados con

guiones mientras que los electrones mediante flechas:

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1 - Electrón diferencial.- Es el último electrón que entra en la configuración

electrónica de un átomo, el cual hace que el elemento sea lo que es. Cada

elemento tiene su electrón diferencial

- Números cuánticos.- Son los números que se representan con letras (n, l, m y s) y

describen el tamaño (n), la forma (l) y la orientación espacial (m) de los orbitales

en el átomo. El número cuántico “s” indica el giro del electrón.

Estos números cuánticos fueron determinados con el propósito de establecer la

localización de los electrones de los átomos, indican el tamaño del orbital "n", la

forma del orbital "l" y la orientación el espacio "m", así como el giro del electrón

"s".

1. Número cuántico principal “n”.- Se le ha llamado "principal" y nos indica el tamaño

del orbital, su valor va desde 1 hasta el 7.

2. Número cuántico secundario “l”.- Se conoce como secundario y me dice la forma

del orbital, ya sea circular o elíptico sus valores van desde cero hasta 3.

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Modelo de Schrödinger: modelo actual

Densidad de probabilidad de ubicación de un electrón para los primeros niveles

de energía.Artículo principal: Modelo atómico de Schrödinger

Después de que Louis-Victor de Broglie propuso la naturaleza ondulatoria de la

materia en 1924, la cual fue generalizada por Erwin Schrödinger en 1926, se

actualizó nuevamente el modelo del átomo.

En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los electrones como

esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo, que es una

extrapolación de la experiencia a nivel macroscópico hacia las diminutas

dimensiones del átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones

por medio de una función de onda, el cuadrado de la cual representa la

probabilidad de presencia en una región delimitada del espacio. Esta zona de

probabilidad se conoce como orbital. La gráfica siguiente muestra los orbitales

para los primeros niveles de energía disponibles en el átomo de hidrógeno y

oxígeno

Modelo atómico de Schrödinger

Densidad de probabilidad de ubicación de un electrón para los primeros niveles

de energía.

El modelo atómico de Schrödinger 1 2 (1924) es un modelo cuántico no relativista.

En este modelo los electrones se contemplaban originalmente como una onda

estacionaria de materia cuya amplitud decaía rápidamente al sobrepasar el radio

atómico.

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El modelo de Bohr funcionaba muy bien para el átomo de hidrógeno. En los

espectros realizados para otros átomos se observaba que electrones de un

mismo nivel energético tenían energías ligeramente diferentes. Esto no tenía

explicación en el modelo de Bohr, y sugería que se necesitaba alguna corrección.

La propuesta fue que dentro de un mismo nivel energético existían subniveles.La forma concreta en que surgieron de manera natural estos subniveles, fue

incorporando órbitas elípticas y correcciones relativistas. Así, en 1916, Arnold

Sommerfeldmodificó el modelo atómico de Bohr, en el cual los electrones solo

giraban en órbitas circulares, al decir que también podían girar en órbitas

elípticas más complejas y calculó los efectos relativistas.

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CLASIFICACIÓN Y FUNCIÓN DE LOS ELEMENTOS BIOGÉNICOS

Los seres vivos, indistintamente si es un protozoo o es una enorme

ballena, si es una planta o es un animal, están constituídos por unos elementos

químicos en común. Estos elementos pueden encontrarse en mayor o menorcantidad, según la especie, pero todos forman parte de la materia viva, por lo

que se les llama, elementos biogénicos. Dichos elementos son esenciales para

la vida y mantenimiento óptimo de la salud del organismo. Los elementos

biogénicos se clasifican en: elementos muy abundantes, elementos poco

abundantes y los oligoelementos.

BIOELEMENTOS O ELEMENTOS BIOGENÉSICOS

Todos los seres vivos están constituidos, cualitativa y cuantitativamente por los

mismos elementos químicos. de todos los elementos que se hallan en la corteza

terrestre, sólo unos 25 son componentes de los seres vivos . esto confirma la

idea de que la vida se ha desarrollado sobre unos elementos concretos que

poseen unas propiedades físico-químicas idóneas acordes con los procesos

químicos que se desarrollan en los se elementos biogenésicos

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Elementos Biogenésicos

Bio = Vida

Genesicos = Origen de la vida

*Biogenésicos

Los elementos biogenésicos son todos aquellos elementos químicos que sedesigna para formar parte de la materia viviente.

*Se clasifican: Según su frecuencia y sus micros componentes. Los elementos

biogenésicos también son conocidos como bioelementos, y a su vez forman las

biomoléculas que son las que forman a los seres vivos; éstas pueden

conformarse de un mismo elemento repetido, en combinaciones y algunas, como

las proteínas llegan a constituirse de miles de átomos de elementos diferentes.

Los elementos principales, son el carbono (C), el oxígeno (O), el hidrógeno (H),

y el nitrógeno (N), todos ellos capaces de formar enlaces covalentes muy

estables al tener facilidad para compartir electrones de sus capas externas;

además se trata de enlaces covalentes polares. La polaridad de los compuestos

los hace solubles en agua o capaces de formar emulsiones o dispersiones

coloidales y es de gran importancia para comprender la estructura de las

membranas biológicas y sus propiedades. Dichos elementos constituyen

aproximadamente el 95% de la materia viva. El segundo grupo de elementos

biogénicos esta formado por el fósforo (P), calcio (Ca), el magnesio (Mg), el sodio

(Na), el potasio (K), el azufre (S) y el cloro (Cl) que se hallan en menores

proporciones que los anteriores pero no por ello son menos importantes. Y lo

mismo ocurre con los oligoelementos, indispensables para la vida por el papel

biológico que desempeñan.

Entre los principales componentes de este tercer grupo se hallan el hierro (Fe),

que forma parte de la hemoglobina de la sangre de los vertebrados, yodo (I),

integrante de la hormona tiroxina producida por la tiroides, el manganeso (Mn),

el cobre (Cu), el cobalto (Co) y el zinc (Zn). Macromoléculas Las

macromoléculas son moléculas que tienen una masa molecular elevada,

formadas por un gran número de átomos. Generalmente se pueden describir

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como la repetición de una o unas pocas unidades mínimas o monómeros,

formando los polímeros. Pueden ser tanto orgánicas como inorgánicas.

TIPOS DE MACROMOLÉCULAS

*Naturales Caucho Polisacáridos (almidón - celulosa) Proteínas Ácidosnucleicos Carbohidratos Lípidos *Artificiales Plásticos Fibras textiles sintéticas

Poliuretano Polietileno Cloruro de Polivilino (PVC)

*Según su estructura molecular  

Lineales Ramificados

*Según su composición Homopolímeros: un monómero. Copolímeros: dos o

más monómeros.

*Por su comportamiento ante el calor Termoplásticos: se reblandecen al calentar

y recuperan sus propiedades al enfriar. Termoestables: se endurecen al ser

enfriados de nuevo por formar nuevos enlaces. Hidratos de Carbono Los

glúcidos, carbohidratos, hidratos de carbono o sacáridos (del griego σάκχαρον

que significa "azúcar") son moléculas orgánicas compuestas por carbono,

hidrógeno y oxígeno. Son solubles en agua y se clasifican de acuerdo a la

cantidad de carbonos o por el grupo funcional que tienen adherido. Son la forma

biológica primaria de almacenamiento y consumo de energía.

Otras biomoléculas son las grasas y, en menor medida, las proteínas. Los

carbohidratos, también llamados glúcidos, se pueden encontrar casi de manera

exclusiva en alimentos de origen vegetal. Constituyen uno de los tres principales

grupos químicos que forman la materia orgánica junto con las grasas y las

proteínas. Los carbohidratos son los compuestos orgánicos más abundantes de

la biosfera y a su vez los más diversos.

Normalmente se los encuentra en las partes estructurales de los vegetales y

también en los tejidos animales, como glucosa o glucógeno. Estos sirven como

fuente de energía para todas las actividades celulares vitales. Aportan 4

kcal/gramo al igual que las proteínas y son considerados macro nutrientes

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energéticos al igual que las grasas. Los podemos encontrar en una innumerable

cantidad y variedad de alimentos y cumplen un rol muy importante en el

metabolismo. Por eso deben tener una muy importante presencia de nuestra

alimentación diaria.

Lipidos Los lípidos, son un grupo de compuestos químicamente diversos,

solubles en solventes orgánicos (como cloroformo, metanol o benceno), y casi

insolubles en agua. La mayoría de los organismos, los utilizan como reservorios

de moléculas fácilmente utilizables para producir energía (aceites y grasas). Los

mamíferos, los acumulamos como grasas, y los peces como ceras; en las plantas

se almacenan en forma de aceites protectores con aromas y sabores

característicos. Los fosfolípidos y esteroles constituyen alrededor de la mitad de

la masa de las membranas biológicas. Entre los lípidos también se encuentrancofactores de enzimas, acarreadores de electrones, pigmentos que absorben

luz, agentes emulsificantes, algunas vitaminas y hormonas, mensajeros

intracelulares y todos los componentes no proteicos de las membranas celulares.

Los lípidos, pueden ser separados fácilmente de otras biomoléculas por

extracción con solventes orgánicos y pueden ser separados por técnicas

experimentales como la cromatografía de adsorción, cromatografía de placa fina,

etc.

Proteinas Son grandes moléculas que contienen nitrógeno. Son el componente

clave de cualquier organismo vivo y forman parte de cada una de sus células y

son para nuestro organismo lo que la madera es para el barco. Cada especie, e

incluso entre individuos de la misma especie, tiene diferentes proteínas, lo que

les confiere un carácter específico tanto genético como inmunológico. La mayor

similitud con los humanos, la encontramos entre los animales mamíferos como

los bovinos o porcinos y la menor con las proteínas de los moluscos y las de las

plantas. Las proteínas están formadas por: carbono, oxígeno, hidrógeno y

nitrógeno fundamentalmente, aunque también podemos encontrar, en alguna de

ellas, azufre, fósforo, hierro y cobre. Las proteínas se distinguen de los

carbohidratos y de las grasas por contener además nitrógeno en su composición,

aproximadamente un 16%.

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 Acidos nucleicos Los ácidos nucleicos son macromoléculas, polímeros formados

por la repetición de monómeros llamados nucleótidos, unidos mediante enlaces

fosfodiéster. Se forman, así, largas cadenas o polinucleótidos, lo que hace que

algunas de estas moléculas lleguen a alcanzar tamaños gigantes (de millones

de nucleótidos de largo). El descubrimiento de los ácidos nucleicos se debe aFriedrich Miescher, quien en el año 1869 aisló de los núcleos de las células una

sustancia ácida a la que llamó nucleína, nombre que posteriormente se cambió

a ácido nucleico. Tipos de ácidos nucleicos *Existen dos tipos de ácidos

nucleicos: ADN (ácido desoxirribonucleico) y ARN (ácido ribonucleico), que se

diferencian en: El glúcido (pentosa) que contienen: la desoxirribosa en el ADN y

la ribosa en el ARN. Las bases nitrogenadas que contienen: adenina, guanina,

citosina y timina en el ADN; adenina, guanina, citosina y uracilo en el ARN. En

los eucariontas la estructura del ADN es de doble cadena, mientras que laestructura del ARN es monocatenaria, aunque puede presentarse en forma

extendida, como el ARNm, o en forma plegada, como el ARNt y el ARNr. La

masa molecular del ADN es generalmente mayor que la del ARN.