El Átomo: Estructura, Modelos Históricos y Energía Nuclear

Historia y Modelos Atómicos

El primer filósofo que elaboró una hipótesis del átomo fue Demócrito, quien concebía que la materia estaba formada por partículas pequeñas e indivisibles llamadas átomos.

La Teoría Atómica de Dalton

John Dalton anunció la primera teoría atómica fundamentada científicamente, basada en los siguientes postulados:

1. Los elementos están formados por partículas diminutas llamadas átomos que permanecen inalterables en cualquier proceso químico.
2. Todos los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y propiedades.
3. En las reacciones químicas, los átomos permanecen inalterados y únicamente cambia su distribución.
4. Los compuestos químicos están formados por moléculas idénticas.

Un elemento es una sustancia formada por átomos iguales, y los compuestos por átomos distintos.

Componentes del Átomo y Electricidad

La materia y la electricidad: algunos cuerpos se electrizan simplemente friccionándolos. En algunas soluciones, como el agua, se puede observar el desprendimiento de gases al hacer pasar corriente eléctrica.

• Electrón: Partícula muy pequeña que posee carga eléctrica negativa.
• Protón: Partícula con una masa aproximadamente 2000 veces mayor que la del electrón e idéntica carga positiva.
• Neutrón: Partícula con masa comparable a la del protón y que no presenta carga.

Modelos Atómicos Clave

Modelo Atómico de Thomson

Según Thomson, el átomo es una esfera de materia con carga positiva y en su interior se encuentran los electrones con carga eléctrica negativa.

Modelo Atómico de Rutherford

Rutherford propuso que los átomos están formados por protones, neutrones y electrones. La cantidad de protones y electrones es la misma, lo que hace que el átomo sea neutro. Los protones y neutrones son los que aportan la mayor parte de la masa a los átomos.

Modelo Atómico de Bohr

Bohr caracterizó el átomo por tener definidos ciertos niveles de energía. Los electrones pueden girar en varias órbitas y se sitúan en diferentes capas en la corteza atómica. Cada nivel tiene un número específico de electrones:

• 1º nivel: 2 electrones
• 2º nivel: 8 electrones
• 3º nivel: 18 electrones

Conceptos Fundamentales de la Química Atómica

• Catión: Ión con carga positiva.
• Anión: Ión con carga negativa.

La unidad de masa atómica (UMA) corresponde a una doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12.

La masa isotópica es la cantidad de veces que la masa de un isótopo contiene la unidad de masa atómica.

Radiactividad y Energía Nuclear

La radiactividad es la propiedad que presentan los radioisótopos, capaces de penetrar en cuerpos opacos.

Aplicaciones de la Radiactividad

Entre las aplicaciones de la radiactividad se incluyen:

• Producción de electricidad
• Medicina
• Industria alimentaria
• Ingeniería
• Datación

Reacciones Nucleares

• Fisión Nuclear: Un átomo pesado se descompone en otros más ligeros. Suele acompañarse de la emisión de partículas radiactivas y la producción de energía.
• Fusión Nuclear: Es cuando se unen dos núcleos para formar otro más pesado.

La energía nuclear procede de reacciones de fusión y fisión de átomos, en las que se libera mucha energía en forma de calor.