Estructura del Átomo y la Tabla Periódica: Conceptos Fundamentales de Química

Estructura Interna del Átomo

El núcleo está situado en el centro y tiene un tamaño muy pequeño comparado con el del átomo en su conjunto. Contiene casi toda la masa del átomo y su carga eléctrica es positiva. Está formado por dos tipos de partículas:

• Los protones: con carga positiva.
• Los neutrones: sin carga.

La corteza es la zona externa del átomo, mucho mayor que el núcleo. En la corteza giran los electrones, partículas cuya masa es despreciable comparada con la de los protones y neutrones. La carga eléctrica de los electrones es negativa.

Los átomos de oro, plata y oxígeno se diferencian en el número de protones. Los átomos contienen el mismo número de electrones que de protones; por eso son neutros, ya que sus cargas positivas y negativas son iguales.

Conceptos Básicos y Representación

• Número atómico (Z): número de protones de un átomo.
• Número másico (A): suma de protones y neutrones ($N$). $A = Z + N$.

Los elementos químicos se representan mediante símbolos. Los símbolos se escriben con la primera letra de su nombre en mayúscula o con las dos primeras letras si la primera coincide para más de un elemento (por ejemplo, C de carbono).

Algunos nombres provienen del latín, como Fe (hierro), y otros del griego, como He (helio, de helios). Otros nombres proceden del país donde se han descubierto o recuerdan a algún científico, como Po (polonio, por Polonia). Los últimos elementos, que se representan con tres letras, reciben un nombre sistemático que indica su número atómico mientras se les adjudica un nombre definitivo (por ejemplo, el 118 es el ununoctio, Uuo).

Isótopos: son las formas atómicas de un elemento que se diferencian en su número másico.

Sistema Periódico

Está compuesto por 118 elementos ordenados de menor a mayor, según su número atómico ($Z$). El sistema está dividido en 7 filas (periodos) y 18 columnas (grupos).

Enlaces y Agregados Químicos

Los enlaces químicos son la unión entre átomos. Estas uniones pueden tener lugar de diferentes formas:

• Si se dan entre átomos iguales, se denominan sustancias puras.
• Si se dan entre átomos distintos, forman compuestos químicos, como el agua.

Tipos de Agregados

• Moléculas: son agregados formados por un número fijo y, generalmente, pequeño de átomos.
• Cristales: son agregados formados por un número variable y muy grande de átomos que se ordenan en el espacio.

Los compuestos se representan mediante fórmulas químicas. Las fórmulas indican la clase de átomos que componen una sustancia y la proporción en la que intervienen (como subíndice).

Evolución del Concepto de Átomo en el Tiempo

• 1808 - John Dalton: La imagen del átomo es la de minúsculas partículas esféricas e indivisibles e iguales si corresponden al mismo elemento químico.
• 1904 - J. J. Thomson: Los átomos debían ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones.
• 1911 - E. Rutherford: El átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente.
• 1913 - Bohr: Propuso un nuevo modelo atómico según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos.