ESTRUCTURA ATOMICAESTRUCTURA ATOMICA

Natalia ToroNatalia Toro

Martín HigueraMartín Higuera

INTRODUCCIONINTRODUCCION

La química es probablemente la única rama de las La química es probablemente la única rama de las ciencias experimentales cuyo objeto de estudio está en ciencias experimentales cuyo objeto de estudio está en permanente expansión, dado que el número de nuevas permanente expansión, dado que el número de nuevas moléculas, sintetizadas por el hombre crece día a día. El moléculas, sintetizadas por el hombre crece día a día. El mundo actual y nuestra vida cotidiana están marcados mundo actual y nuestra vida cotidiana están marcados por un sinnúmero de productos de síntesis, desde los por un sinnúmero de productos de síntesis, desde los materiales más diversos en forma de fibras, plásticos o materiales más diversos en forma de fibras, plásticos o colorantes, hasta los medicamentos, los plaguicidas o colorantes, hasta los medicamentos, los plaguicidas o los fertilizantes. Gran parte de la "cultura del bienestar" los fertilizantes. Gran parte de la "cultura del bienestar" se fundamenta en la puesta a disposición del hombre de se fundamenta en la puesta a disposición del hombre de estos productos que son fruto, entre otras cosas, de un estos productos que son fruto, entre otras cosas, de un profundo conocimiento de la estructura atómica y profundo conocimiento de la estructura atómica y molecular.molecular.

Estructura de la materiaEstructura de la materia

En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.corteza.- El núcleo es la parte central del átomo y contiene - El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.igual a la de un neutrón.Todos los átomos de un elemento químico tienen en el Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que núcleo el mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el humero atómico y se representa con la letra es el humero atómico y se representa con la letra ZZ..

La corteza es la parte exterior del átomo. En ella La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los se encuentran los electroneselectrones, con carga , con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón.protón.Los átomos son eléctricamente neutros, debido Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de a que tienen igual número de protones que de electrones. Así, el número atómico también electrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones.coincide con el número de electrones.

El conocimiento de la estructura electrónica nos permite El conocimiento de la estructura electrónica nos permite interpretar las semejanzas y diferencias entre las interpretar las semejanzas y diferencias entre las propiedades químicas de los elementos. Además la propiedades químicas de los elementos. Además la mayoría de las reacciones químicas implican una mayoría de las reacciones químicas implican una reorganización de la estructura electrónica externa de reorganización de la estructura electrónica externa de los átomos. En este capítulo iniciaremos el estudio de los átomos. En este capítulo iniciaremos el estudio de los modelos atómicos que permiten conocer la los modelos atómicos que permiten conocer la distribución de los electrones en los átomos; desde el distribución de los electrones en los átomos; desde el modelo de Thomson, pasando por el modelo de Bohr modelo de Thomson, pasando por el modelo de Bohr hasta llegar al modelo atómico propuesto por la hasta llegar al modelo atómico propuesto por la mecánica cuántica, modelo que es el aceptado mecánica cuántica, modelo que es el aceptado actualmente. Destacaremos la descripción de los actualmente. Destacaremos la descripción de los electrones a través de los números cuánticos y los electrones a través de los números cuánticos y los orbitales electrónicos.orbitales electrónicos.

1.2 representaciones atómicas1.2 representaciones atómicas Se puede resumir en estos puntos:Se puede resumir en estos puntos: - Los elementos químicos están formados por partículas muy - Los elementos químicos están formados por partículas muy

pequeñas e indivisibles llamadas átomos.pequeñas e indivisibles llamadas átomos. - Todos los átomos de un elemento químico son iguales.- Todos los átomos de un elemento químico son iguales. - Los átomos de diferentes elementos químicos son - Los átomos de diferentes elementos químicos son

diferentes.diferentes. - Los átomos son indestructibles y retienen su identidad en los - Los átomos son indestructibles y retienen su identidad en los

cambios químicos.cambios químicos. - Los compuestos se forman cuando átomos de diferentes - Los compuestos se forman cuando átomos de diferentes

elementos se combinan entre sí, formando “átomos compuestos” elementos se combinan entre sí, formando “átomos compuestos” (hoy llamadas moléculas).(hoy llamadas moléculas).

Aunque con errores como el no tener en cuenta la existencia de Aunque con errores como el no tener en cuenta la existencia de isótopos o la falta de explicación de la estructura interna del propio isótopos o la falta de explicación de la estructura interna del propio átomo, este modelo se puede considerar como uno de los pilares átomo, este modelo se puede considerar como uno de los pilares de la química (presionando la fotografía se verán unas moléculas de la química (presionando la fotografía se verán unas moléculas dibujadas por Dalton utilizando su modelo)dibujadas por Dalton utilizando su modelo)

Estructura del átomoEstructura del átomo El átomo está compuesto de las siguientes El átomo está compuesto de las siguientes

partes:partes: Un núcleo muy pequeño en el que se encuentra Un núcleo muy pequeño en el que se encuentra

casi toda la masa y en el que se encuentra la casi toda la masa y en el que se encuentra la carga positiva del átomo. carga positiva del átomo.

La corteza o resto del átomo que rodea el La corteza o resto del átomo que rodea el núcleo, tiene una masa despreciable desde un núcleo, tiene una masa despreciable desde un punto de vista químico y contiene toda la carga punto de vista químico y contiene toda la carga negativa del átomo. negativa del átomo.

Número atómicoNúmero atómico Número atómico es el número de protones que contiene el núcleo, Número atómico es el número de protones que contiene el núcleo,

se representa con la letra Z. El número atómico sirve para se representa con la letra Z. El número atómico sirve para diferenciar unos elementos de otros: diferenciar unos elementos de otros:

Dos elementos iguales siempre tienen el mismo número de Dos elementos iguales siempre tienen el mismo número de protones (mismo número atómico). Ejemplo: Cualquier átomo de protones (mismo número atómico). Ejemplo: Cualquier átomo de hidrógeno siempre tendrá un protón.hidrógeno siempre tendrá un protón.

Dos elementos diferentes nunca tienen el mismo número de Dos elementos diferentes nunca tienen el mismo número de protones (distinto número atómico). Ejemplo: La diferencia entre el protones (distinto número atómico). Ejemplo: La diferencia entre el hidrógeno y el helio, es que el hidrógeno (Z=1) tiene un protón y el hidrógeno y el helio, es que el hidrógeno (Z=1) tiene un protón y el helio (Z=2) tiene dos protones.helio (Z=2) tiene dos protones.

Si el átomo es neutro (mismo número de cargas positivas y Si el átomo es neutro (mismo número de cargas positivas y negativas), el número atómico coincide con el número de negativas), el número atómico coincide con el número de electrones, sólo en este caso.electrones, sólo en este caso.

modelos atómicos modelos atómicos Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado

de qué estaba hecha la materia.de qué estaba hecha la materia.Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego democrito consideró que la materia estaba constituida democrito consideró que la materia estaba constituida por pequeñísimas partículas que no podían ser divididas por pequeñísimas partículas que no podían ser divididas en otras más pequeñas. Por ello, llamó a estas en otras más pequeñas. Por ello, llamó a estas partículas átomos, que en griego quiere decir partículas átomos, que en griego quiere decir "indivisible". Democrito atribuyó a los átomos las "indivisible". Democrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles.cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles.Sin embargo las ideas de Democrito sobre la materia no Sin embargo las ideas de Democrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filósofos de su época y fueron aceptadas por los filósofos de su época y hubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la hubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la idea de los átomos fuera tomada de nuevo en idea de los átomos fuera tomada de nuevo en consideración.consideración.

La concepción del átomo que se ha tenido a lo La concepción del átomo que se ha tenido a lo largo de la historia ha variado de acuerdo a los largo de la historia ha variado de acuerdo a los descubrimientos realizados en el campo de la descubrimientos realizados en el campo de la física y la química. A continuación se hará una física y la química. A continuación se hará una exposición de los modelos atómicos propuestos exposición de los modelos atómicos propuestos por los científicos de diferentes épocas. Algunos por los científicos de diferentes épocas. Algunos de ellos son completamente obsoletos para de ellos son completamente obsoletos para explicar los fenómenos observados explicar los fenómenos observados actualmente, pero se incluyen a manera de actualmente, pero se incluyen a manera de reseña histórica. reseña histórica.

La materia está formada por partículas muy pequeñas para ser vistas, La materia está formada por partículas muy pequeñas para ser vistas, llamadas átomos. llamadas átomos.

Los átomos de un elemento son idénticos en todas sus propiedades, Los átomos de un elemento son idénticos en todas sus propiedades, incluyendo el peso. incluyendo el peso.

Diferentes elementos están formados por diferentes átomos. Diferentes elementos están formados por diferentes átomos. Los compuestos químicos se forman de la combinación de átomos de dos o Los compuestos químicos se forman de la combinación de átomos de dos o

más elementos, en un átomo compuesto; o lo que es lo mismo, unmás elementos, en un átomo compuesto; o lo que es lo mismo, un compuesto químico es el resultado de la combinación de átomos de dos o compuesto químico es el resultado de la combinación de átomos de dos o más elementos en una proporción numérica simple. más elementos en una proporción numérica simple.

Los átomos son indivisibles y conservan sus características durante las Los átomos son indivisibles y conservan sus características durante las reacciones químicas. reacciones químicas.

En cualquier reacción química, los átomos se combinan en proporciones En cualquier reacción química, los átomos se combinan en proporciones numéricas simples. numéricas simples.

La separación de átomos y la unión se realiza en las reacciones químicas La separación de átomos y la unión se realiza en las reacciones químicas En estas reacciones, ningún átomo se crea o destruye y ningún átomo de En estas reacciones, ningún átomo se crea o destruye y ningún átomo de un elemento se convierte en un átomo de otro elemento. un elemento se convierte en un átomo de otro elemento.

CONCLUSIONCONCLUSION

La evolución de los modelos físicos del átomo se vio La evolución de los modelos físicos del átomo se vio impulsada por los datos experimentales. El modelo impulsada por los datos experimentales. El modelo de Rutherford, en el que los electrones se mueven de Rutherford, en el que los electrones se mueven alrededor de un núcleo positivo muy denso, alrededor de un núcleo positivo muy denso, explicaba los resultados de experimentos de explicaba los resultados de experimentos de dispersión, pero no el motivo de que los átomos dispersión, pero no el motivo de que los átomos sólo emitan luz de determinadas longitudes de onda sólo emitan luz de determinadas longitudes de onda (emisión discreta). (emisión discreta).

Bohr partió del modelo de Rutherford pero postuló Bohr partió del modelo de Rutherford pero postuló además que los electrones sólo pueden moverse en además que los electrones sólo pueden moverse en determinadas órbitas; su modelo explicaba ciertas determinadas órbitas; su modelo explicaba ciertas características de la emisión discreta del átomo de características de la emisión discreta del átomo de hidrógeno, pero fallaba en otros elementoshidrógeno, pero fallaba en otros elementos