Descubriendo la Estructura Atómica: Modelos, Números Cuánticos y Más

Química: Explorando la Estructura del Átomo

Modelos Atómicos a Través del Tiempo

El átomo es la porción más pequeña e indivisible de la materia. A lo largo de la historia, se han propuesto diversos modelos para explicar su estructura:

• Modelo de Thomson (1904): Concebía el átomo como una esfera de carga positiva con electrones incrustados en ella.
• Modelo de Rutherford (1908): Propuso un núcleo central positivo, donde se concentra la mayor parte de la masa, y electrones girando alrededor en el espacio vacío.
• Modelo de Bohr (1912): Introdujo la idea de que los electrones se mueven en niveles de energía definidos, con un núcleo positivo y los electrones girando en órbitas que corresponden a una energía específica.
• Modelo de Sommerfeld (1916): Amplió el modelo de Bohr al sugerir que los electrones podían describir órbitas circulares o elípticas.
• Modelo de Schrödinger (1925): Utilizó funciones de onda probabilísticas para describir la región del espacio donde es más probable encontrar un electrón.
• Modelo de Heisenberg (1925): Introdujo el concepto de orbitales en lugar de órbitas, y la determinación de números cuánticos para describir la forma, tamaño y orientación del orbital donde se encuentra un electrón.
• Modelo de Chadwick (1932): Descubrió la existencia de neutrones en el núcleo atómico, estableciendo que el núcleo está compuesto por protones y neutrones, denominados nucleones.

Número Atómico (Z)

El número atómico (Z) es un número entero que indica la cantidad de protones presentes en el núcleo de un átomo. En un átomo eléctricamente neutro, el número de protones es igual al número de electrones.

Número Másico (A)

El número másico (A) es un número entero que representa la suma del número de protones y neutrones en el núcleo de un átomo.

Iones

Un ion se forma cuando un átomo o grupo de átomos gana o pierde electrones. Si un átomo gana electrones, se convierte en un ion negativo llamado anión. Si pierde electrones, se convierte en un ion positivo llamado catión.

Isótopos e Isóbaros

• Isótopos: Son átomos del mismo elemento que tienen el mismo número atómico (Z) pero diferente número másico (A).
• Isóbaros: Son átomos de diferentes elementos que tienen diferente número atómico (Z) pero el mismo número másico (A).

Configuración Electrónica

La configuración electrónica (C.E.) describe la distribución de los electrones de un átomo en sus diferentes niveles y subniveles de energía. Los números cuánticos se utilizan para caracterizar a cada electrón.

Números Cuánticos

• Número cuántico principal (n): Indica el nivel de energía principal del electrón, es decir, su distancia promedio al núcleo. Toma valores enteros positivos (1, 2, 3, ...).
• Número cuántico azimutal o secundario (l): Define la forma del orbital y el subnivel de energía en el que se encuentra el electrón. Los valores de l corresponden a los subniveles: 0=s, 1=p, 2=d, 3=f.
• Número cuántico magnético (m_l): Describe la orientación espacial del orbital. Toma valores enteros desde -l hasta +l, incluyendo el cero.
• Número cuántico de espín (m_s): Indica el sentido de giro del electrón sobre su propio eje. Puede tomar dos valores: +1/2 o -1/2.