Estructura Atómica Esencial: Modelos, Partículas Subatómicas y Radiactividad

Fundamentos Históricos de la Teoría Atómica

Teoría Continua (Aristóteles)

Defendida por Aristóteles. Postula que:

• La materia se divide continuamente.
• La naturaleza está formada por cuatro elementos: tierra, aire, agua y fuego.

Teoría Discontinua (Leucipo y Demócrito)

Defendida por Leucipo y Demócrito. Postula que:

• Llegaría un momento en que la materia no se podría dividir más.
• Esta última partícula indivisible se llama átomo.

Modelos Atómicos Clásicos

Modelo Atómico de John Dalton (1808)

Los postulados principales de Dalton fueron:

• La materia está formada por unas partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas átomos.
• Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y propiedades, y los átomos de diferentes elementos son distintos.
• Un compuesto se forma al combinar dos o más elementos en proporciones fijas y sencillas.

¿Son los átomos indivisibles?

No. Los átomos pueden dividirse en partículas subatómicas: electrones (e-), protones (p+) y neutrones (n).

Modelo Atómico de Thomson (Modelo del Pudín de Pasas)

Thomson supuso que el átomo era una esfera maciza con carga positiva a la que se encuentran incrustados los electrones. Hay tantos electrones como sea necesario para que el átomo sea eléctricamente neutro.

El Modelo Nuclear de Rutherford

El Experimento de Rutherford

Rutherford bombardeó una fina lámina de oro, rodeada por una pantalla fosforescente, con partículas alfa procedentes de una muestra radiactiva.

Postulados del Modelo de Rutherford (1911)

• El átomo consta de un núcleo muy pequeño que está cargado positivamente.
• Como la mayoría de las partículas alfa pasan la lámina sin desviarse, el átomo puede considerarse mayoritariamente hueco.
• Alrededor del núcleo se mueven los electrones.
• El átomo es neutro en su conjunto.

Modelo Atómico de Bohr (1913)

Bohr introdujo la cuantización de la energía:

• Los electrones (e-) están dando vueltas alrededor del núcleo, pero no pueden hacerlo en cualquier órbita.
• Cada electrón se encuentra en una órbita determinada que tiene una energía fija (niveles de energía).
• Cada órbita puede albergar hasta 2n² electrones (donde n es el número de la capa).

Conceptos Fundamentales de la Química Atómica

Isótopo

Átomos del mismo elemento que tienen distinto número de neutrones.

Capa de Valencia

Es la última capa electrónica. Los elementos químicos buscan tener su última capa llena, generalmente con ocho electrones (Regla del Octeto).

Ion

Partícula o conjunto de partículas que poseen carga eléctrica.

• Cationes (+): Iones que pierden electrones (e-).
• Aniones (-): Iones que ganan electrones (e-).

Emisiones Radiactivas (Tipos de Radiación)

• Alfa (α): Formada por partículas pesadas cargadas positivamente (núcleos de Helio). Tienen bajo poder de penetración (detenidas por una lámina de papel).
• Beta (β): Formadas por electrones muy veloces. Tienen poder de penetración medio (detenidas por una lámina de aluminio).
• Gamma (γ): Tipo de radiación electromagnética, similar a la luz visible pero mucho más energética. Tienen alto poder de penetración (requieren un muro de hormigón o plomo grueso).

Notación Atómica Básica

A: Número másico (Protones + Neutrones)

Z: Número atómico (Protones)

Ejemplo de cálculo:

Si A=40, Z=19, entonces N (Neutrones) = A - Z = 21. El número de electrones (E) en un átomo neutro es igual a Z, por lo tanto, E=19.

Fragmento de configuración electrónica iónica:

2s² 2p⁴: Este ion tiene una carga de -2 (necesita dos electrones para completar el octeto en la capa p).