Evolución de los Modelos Atómicos y Estructura de la Materia

Modelos Atómicos

J. Thomson (1904): En 1897 descubrió el electrón como partícula proveniente de los átomos, lo que le llevó a establecer un nuevo modelo atómico. Los átomos están formados por una sustancia de carga positiva en la que están inmersos los electrones. Se denominó “modelo del budín de pasas”.

E. Rutherford (1911): Sus trabajos determinan que el átomo es hueco, formado por un núcleo positivo y electrones girando a su alrededor.

“Era como si lanzaras una bala de cañón contra una hoja de papel y rebotase hacia ti”.

• El átomo posee un núcleo central pequeño, con carga eléctrica positiva, que contiene casi toda la masa del átomo.
• Los electrones giran a grandes distancias alrededor del núcleo en órbitas circulares.
• La suma de las cargas eléctricas negativas de los electrones debe ser igual a la carga positiva del núcleo, ya que el átomo es eléctricamente neutro.

Los experimentos que le llevaron a esta conclusión le sorprendieron hasta a él mismo.

N. Bohr (1913): Apoya y mejora el modelo de Rutherford estableciendo 3 postulados teóricos.

• Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo sin irradiar energía.
• Solo son posibles un número finito de orbitales en los cuales los electrones no pierden energía.
• El electrón solo emite o absorbe energía en los saltos de una órbita permitida a otra. En dicho cambio emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre ambos niveles.

A. Sommerfeld (1916): Mejora el modelo de Bohr introduciendo las órbitas elípticas.

E. Schrödinger (1924): Revoluciona la física introduciendo un modelo físico-matemático en el cual no podemos determinar dónde están los electrones, pero sí la zona del espacio en donde es más probable encontrarlos. La zona del espacio así determinada se denomina orbital y adopta diferentes formas y tamaños.

Orbital s Orbital p Orbital d

El Modelo Atómico de Bohr y la Organización de los Electrones

El modelo atómico de Bohr se conoce como modelo de capas por la forma en que se organizan los átomos. En cada capa o nivel puede haber un número máximo de electrones.

• Capa 1 (K): hasta 2 electrones
• Capa 2 (L): hasta 8 electrones
• Capa 3 (M): hasta 18 electrones

Los electrones se sitúan siguiendo un orden, empezando siempre por la capa K.

La Tabla Periódica

Los átomos se organizan en la denominada Tabla Periódica. Son dos los criterios a seguir para ello: número atómico y propiedades químicas.

Se distribuyen en 7 filas o periodos y 18 columnas o familias.

Tabla periódica de Meyer y Mendeleiev

Número atómico - Símbolo - Masa atómica

La masa atómica [MA] es la suma de las masas de las partículas que componen el núcleo: protones y neutrones. Como en la naturaleza existen diferentes isótopos de cada elemento, en la tabla periódica se refleja la masa promedio.

El número másico [A] indica el número de partículas con masa que contiene en su núcleo, es decir, número de protones y neutrones.

El número atómico [Z] indica el número de protones que contiene en su núcleo.

Z - A - MA

Principales grupos de elementos. También llamados semimetales.

Las Moléculas

Los átomos pueden encontrarse aislados o unidos entre sí formando moléculas o cristales.

Las moléculas están formadas por la unión de dos o más átomos iguales o diferentes que se combinan siempre en la misma proporción para formar la misma sustancia.

Las sustancias simples moleculares están formadas por átomos iguales. (Ejemplos: O2, O3, P4)

Los compuestos moleculares están formados por dos o más átomos de dos o más elementos. (Ejemplos: H2O, H2O2, H2SO4)

Los Cristales

En otros casos, los átomos se unen entre sí formando estructuras ordenadas en las que el número de átomos es muy grande. Es el caso de los cristales.

Las sustancias simples cristalinas están formadas por átomos iguales.

Los compuestos cristalinos están formados por dos o más átomos de dos o más elementos en una proporción fija.