Fundamentos de la Estructura Atómica: Partículas Subatómicas y Evolución de los Modelos

Composición Fundamental del Átomo

El átomo se compone de tres partículas subatómicas principales, definidas por su carga y masa:

• El Electrón

  Son **partículas** de carga **negativa** y de muy poca masa que constituyen los **rayos catódicos**.

• El Protón

  Los **rayos canales**, en el caso del hidrógeno, están formados por partículas de carga **positiva** y de masa 1837 veces mayor que la de los electrones.

• El Neutrón

  Son partículas cuya masa es semejante a la del protón y **sin carga eléctrica**.

Definiciones Numéricas Clave

• Número Atómico (Z)

  Es el número de **protones** que tienen los núcleos de los átomos de un elemento. Este número define la identidad química del elemento.

• Número Másico (A)

  Es la suma del número de protones y neutrones que tiene el **núcleo** de un átomo. Se calcula mediante la fórmula: **A = Z + N**.

Evolución de los Modelos Atómicos

Modelo de Thomson (1904): Estático y No Nuclear

En 1904, Thomson propuso un modelo muy elemental (a menudo llamado el "pudín de pasas"): el átomo está constituido por una esfera de materia con carga positiva, en la que se encuentran encajados los **electrones** en número suficiente para neutralizar su carga.

Modelo de Rutherford (1911): Dinámico y Nuclear

En 1911, el físico neozelandés observó que algunas de las partículas Alpha emitidas por una sustancia radiactiva sufrían una desviación significativa en su trayectoria al atravesar una delgada lámina de oro. Sus conclusiones fueron:

• La mayor parte de la masa del átomo y toda su carga positiva se encuentran reunidas en una zona central minúscula llamada **núcleo**.
• Fuera del núcleo, los electrones, en igual número que las unidades de carga positiva, giran en órbitas circulares alrededor de este.

Modelo de Bohr (1913): Dinámico, Nuclear y Cuantificado

Poco después de Rutherford, la investigación de ciertos hechos llevó a la conclusión de que los electrones, en su movimiento alrededor del núcleo, deben estar distribuidos de algún modo ordenado. El nuevo modelo expuesto en 1913 estableció cómo debe ser esta **distribución ordenada de los electrones** en torno al núcleo, introduciendo el concepto de niveles de energía definidos.

Modelo Atómico Actual (Mecánica Cuántica)

Este modelo está más alejado de la realidad cotidiana y responde mejor a la realidad de lo muy pequeño. Se basa en las ideas expuestas por diversos científicos, especialmente **Schrödinger** y **Heisenberg**.

Principios de la Mecánica Cuántica:

• El electrón se comporta como una **onda** en su movimiento alrededor del núcleo.
• No es posible predecir la trayectoria exacta del electrón. Por eso, hay que abandonar la idea de las órbitas definidas del modelo de Bohr y hablar de **orbitales atómicos**.
• Un **orbital atómico** es una región del espacio, en torno al núcleo, donde la **probabilidad** de encontrar el electrón con una determinada energía es muy grande.
• Los orbitales se agrupan en 7 **niveles energéticos**.