TEMA 4: ESTRUCTURA ATÓMICA

1. TEORÍAS ATÓMICAS. 1.1 ANTIGUA GRECIA: Demócrito, dijo que si dividía la materia, podría hacerlo un número finito de veces, hasta llegar a algo pequeño e indivisible, que denominó ÁTOMO. Sin embargo esta teoría no prosperó, ya que se estableció la teoría de Aristóteles, donde la Tierra estaba formada por la unión de 4 elementos (tierra, aire, fuego y agua).

1.2 Teoría atómica de Dalton. La materia está compuesta por partículas pequeñas e indivisibles, denominadas átomos. Los átomos se unen para formar moléculas. La unión de átomos iguales, forma elementos. La unión de átomos diferentes, forma compuestos.

1.3. Modelo atómico de Thomson. Mediante la utilización de tubos de descarga, Thomson descubrió la existencia del electrón. Más tarde Millikan, calculó la carga y la masa del electrón. Por último Goldstein, descubrió el protón. Con estos descubrimientos Thomson describió su modelo atómico: “el átomo está formado por carga positiva (protones), e incrustados en esta carga, está los electrones”.

1.4. Modelo atómico de Rutherford. Con el experimento de la lámina de oro, para Rutherford, el átomo poseía dos partes bien diferenciadas: Una parte central, donde estaba la mayor parte de la masa del átomo, y toda la carga positiva. Esta parte se denominaba NÚCLEO, y estaba formada por protones y neutrones (descubiertos por Chadwick). Alrededor del núcleo orbitan las cargas negativas o electrones, emitiendo energía de forma continua. Esto conforma la CORTEZA.

1.5. Modelo atómico de Bohr. En física, es conocido que toda partícula cargada en movimiento, emite /pierde energía. En este caso el electrón, perdería energía y realizaría un movimiento en espiral, que le haría chocar con el núcleo.

Para Bohr, el átomo: Posee una parte central (núcleo), donde están concentrados los protones y neutrones. Alrededor del núcleo orbitan los electrones, SIN emitir energía. Cada órbita electrónica posee una energía. A cada órbita se le denomina por tanto NIVEL DE ENERGÍA. Los electrones se ordena desde orbitas de menor energía, a órbitas de mayor energía. A la ordenación en orden creciente de energía de los electrones se le denomina CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA.

Para Bohr, el átomo: Posee una parte central (núcleo), donde están concentrados los protones y neutrones. Alrededor del núcleo orbitan los electrones, SIN emitir energía. Los electrones sólo emiten energía cuando salta de una órbita superior a una órbita inferior. Cada órbita electrónica posee una energía. A cada órbita se le denomina por tanto NIVEL DE ENERGÍA. Los electrones se ordena desde orbitas de menor energía, a órbitas de mayor energía. A la ordenación en orden creciente de energía de los electrones se le denomina CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA. Los electrones del último nivel de energía (última órbita), se denomina ELECTRONES DE VALENCIA.

1.6. Modelo actual. Hoy día, para estudiar el átomo, utilizamos la mecánica cuántica. Es una rama complicada de la ciencia, pero nos vamos a quedar con dos ideas: Las partículas subatómicas de los átomos (protones, neutrones y electrones), están formados a su vez por partículas más pequeñas (quarks, gluones, bosones, fermiones,...) No podemos hablar de que el electrón ocupa una posición exacta, sino que tendremos que hablar de probabilidades de encontrar al electrón, lo que forma lo que denominamos ORBITAL.

2.- Número atómico (Z), y número másico (A). Todo elemento químico, se representa por un símbolo químico (X), y va acompañado de dos números: Número atómico (Z): es un subíndice, que indica el número de protones que posee el átomo. Número másico (A): es un superíndice, que indica el número de protones y neutrones de un átomo. Por tanto el número de neutrones de un átomo será la diferencia del número másico y atómico. La materia, al ser eléctricamente neutra, hace que todo átomo, posea el mismo número de protones y electrones.

Ejemplos:

3.- IONES. Un ión es todo átomo que ha ganado o perdido electrones. Existen dos tipos de iones: CATIONES: son átomos que han perdido electrones, y por tanto su carga neta es positiva. ANIONES: son átomos que han ganado electrones, por tanto su carga neta es negativa.

4.- ISÓTOPOS. Isótopos son aquellos átomos que han ganado o perdido neutrones. Podemos ver en el dibujo los diferentes isótopos del hidrógeno (con dos, uno o ningún neutrón)