Conceptos Fundamentales de Elementos Químicos y Estructura Atómica
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Elementos Químicos
Todos los átomos que poseen igual número de protones en el núcleo corresponden al mismo elemento químico.
Propiedades Atómicas Fundamentales
Número Atómico (Z)
El número de protones de un elemento químico se representa mediante el número atómico, que se simboliza con la letra Z.
Número Másico (A) e Isótopos
El número másico representa la cantidad total de partículas (protones y neutrones) contenidas en el núcleo atómico y se simboliza con la letra A.
Un isótopo es un átomo que tiene el mismo número atómico (Z) pero distinta masa atómica (diferente número de neutrones).
Masa Atómica Relativa
Unidad de Masa Atómica (uma)
La doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12 (¹²C) se utiliza como patrón de referencia para establecer las masas atómicas. Se denomina unidad de masa atómica (uma).
Definición de Masa Atómica Relativa
Es la cantidad que indica cuántas veces mayor que una unidad de masa atómica (uma) es la masa promedio de los átomos de un elemento determinado, considerando la abundancia de sus isótopos naturales.
Partículas Subatómicas Clave
Neutrones: Partículas subatómicas sin carga eléctrica presentes en el núcleo del átomo.
Modelo Atómico Cuántico
El modelo atómico cuántico es fundamentalmente una expresión matemática que explica el comportamiento de los átomos. Teniendo en cuenta la tabla periódica y los principios cuánticos, podemos determinar diversas propiedades atómicas:
- Número de niveles energéticos principales.
- Número de protones (número atómico, Z).
- Número de neutrones (A - Z, varía en isótopos).
- Número de electrones (igual al de protones en un átomo neutro).
- Distribución electrónica en orbitales (definidos por números cuánticos).
- Orientación espacial de los orbitales (número cuántico magnético, ml).
- Número cuántico de espín (ms), que indica el sentido intrínseco de giro de los electrones (+1/2 o -1/2).
Es importante destacar que si los electrones reciben energía por algún medio (absorción de fotones, por ejemplo), pueden "saltar" a niveles energéticos superiores (estado excitado). Un dato crucial es que, según este modelo, los electrones no giran en órbitas elípticas definidas como en modelos anteriores, sino que se describen mediante funciones de onda que determinan la probabilidad de encontrar al electrón en una región del espacio llamada orbital. El comportamiento ondulatorio del electrón puede describirse matemáticamente, demostrando que la descripción moderna del átomo se basa en la mecánica cuántica y no en representaciones gráficas simplistas.
¿Qué es un Átomo?
El átomo es la menor porción de un elemento químico que conserva las propiedades de dicho elemento. Su nombre proviene del griego ἄτομος (átomos), que significa "indivisible". Aunque inicialmente se pensó que los átomos eran las partículas fundamentales e indivisibles de la materia, los descubrimientos de la física a finales del siglo XIX y principios del XX revelaron que poseen una estructura interna compleja, compuesta por partículas subatómicas (protones, neutrones y electrones). Podemos imaginar que, al dividir progresivamente un elemento en porciones cada vez más pequeñas, eventualmente llegaríamos a la escala del átomo. Al medir las dimensiones, volúmenes y masas de los átomos, nos encontramos con valores extremadamente pequeños, muy alejados de nuestra experiencia cotidiana.