Estructura Atómica y Fenómenos Nucleares: Conceptos Clave de la Materia
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Modelos Atómicos Históricos: Una Evolución Conceptual
La comprensión de la materia ha evolucionado a lo largo de la historia gracias a las contribuciones de diversos científicos. A continuación, se presentan los modelos atómicos más influyentes:
El Modelo Atómico de John Dalton
John Dalton postuló que la materia está compuesta por átomos de diferentes masas que se combinan para formar diversos compuestos. Decía que el átomo es una partícula indivisible e indestructible.
El Modelo Atómico de J. J. Thomson
J. J. Thomson descubrió el electrón y definió el átomo como una esfera con una carga electropositiva donde había electrones con carga negativa distribuidos.
El Modelo Atómico de Ernest Rutherford
E. Rutherford descubrió que el átomo estaba formado por un núcleo denso compuesto por protones con carga positiva, y que a su alrededor giran los electrones con carga negativa.
El Modelo Atómico de Niels Bohr
Niels Bohr fue más allá que Rutherford y descubrió que los electrones estaban situados en órbitas ordenadas alrededor del núcleo.
Componentes Fundamentales del Átomo
El átomo, la unidad básica de la materia, se compone de diversas partículas subatómicas:
Protón
El protón es una partícula subatómica con carga positiva y una masa de 1,6726231 × 10-27 kg.
Neutrón
El neutrón es una partícula subatómica sin carga y con una masa similar a la del protón.
Electrón
El electrón es una partícula subatómica con carga negativa y con una masa de 9,10 × 10-31 kg.
Conceptos Clave de la Estructura Atómica
Para comprender la materia, es esencial conocer estos términos:
Átomos
Los átomos son la parte más pequeña de la materia. Están formados por tres partículas subatómicas: el protón, el neutrón y el electrón.
Iones
Los iones son átomos cargados eléctricamente. Un ion puede ser catión (con carga positiva) o anión (con carga negativa).
Isótopos
Los isótopos son átomos con el mismo número atómico pero diferente peso atómico. Sus núcleos tienen el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones.
Tipos de Enlaces Químicos
Los átomos se unen entre sí mediante diferentes tipos de enlaces para formar moléculas y compuestos:
Enlace Iónico
El enlace iónico corresponde a la unión de iones de signo opuesto por atracción electrostática. Siempre se forma con la participación de un metal.
Enlace Covalente
El enlace covalente se produce cuando dos átomos comparten uno o más pares de electrones.
Enlace Metálico
El enlace metálico es típico de los elementos metálicos y se da entre elementos con electronegatividades iguales o bajas.
Fenómenos Nucleares y Producción de Energía
El núcleo atómico puede experimentar transformaciones que liberan grandes cantidades de energía:
Radiactividad Natural
La radiactividad natural es un proceso en el que el núcleo atómico inestable pierde partículas (como fotones, neutrones, etc.) para alcanzar una configuración más estable.
Producción de Energía Nuclear
Existen diferentes maneras de producir energía nuclear: mediante la fisión nuclear y la fusión nuclear.
Fisión Nuclear
La fisión nuclear es el proceso mediante el cual un núcleo atómico pesado se divide en dos o más núcleos ligeros.
Fusión Nuclear
La fusión nuclear consiste en una reacción en la que dos núcleos atómicos ligeros se unen para formar un núcleo más pesado.