Fundamentos de Química Atómica: Configuración Electrónica, Modelos y Carga

Introducción a la Química Atómica

Este documento explora conceptos fundamentales de la química atómica, incluyendo la distribución de electrones, la evolución de los modelos atómicos y las propiedades de la carga eléctrica.

Configuración Electrónica

Se llama configuración electrónica de un elemento químico a la forma en la que se colocan los electrones en los distintos orbitales. Esta indica:

• El nivel donde se coloca el electrón mediante un número (1, 2, 3, 4...).
• El número de electrones que hay mediante un superíndice.
• El orbital donde se encuentra mediante una letra (s, p, d, f).

Ejemplo: Configuración Electrónica del Flúor

El flúor tiene un número atómico Z=9, lo que indica que un átomo neutro de flúor tiene 9 protones en el núcleo y 9 electrones en la corteza. La configuración electrónica del átomo de flúor se escribe: 1s², 2s², 2p⁵. La suma de los superíndices tiene que coincidir con el número total de electrones del átomo: 2 + 2 + 5 = 9.

Conceptos Fundamentales

Unidad de Masa Atómica (UMA)

La Unidad de Masa Atómica (UMA) se define como la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12 (¹²C).

Historia de la Carga Eléctrica: Tales de Mileto

El filósofo griego Tales de Mileto (c. 624/623 – c. 548/545 a. C.) realizó algunas experiencias con ámbar (resina vegetal fosilizada) y descubrió que este material adquiere una carga eléctrica cuando se frota con lana o seda.

Tipos de Carga Eléctrica

• Cargas opuestas se atraen una a otra con la misma fuerza.
• Cargas del mismo tipo se repelen con la misma fuerza.

Modelos Atómicos

Un modelo atómico es una representación gráfica de la materia a nivel atómico, que busca explicar la estructura y el comportamiento de los átomos.

Principales Modelos Atómicos

Existen cinco modelos atómicos principales que han marcado la evolución de nuestro entendimiento del átomo:

• John Dalton (Modelo de la esfera indivisible)
• J. J. Thomson (Modelo del pudín de pasas)
• Ernest Rutherford (Modelo planetario)
• Niels Bohr (Modelo de órbitas cuantizadas)
• Erwin Schrödinger (Modelo cuántico-ondulatorio, el modelo actual)

Verificación de Conceptos y Errores Comunes

Preguntas y Respuestas Clave

• ¿Con qué experimentos se pone de manifiesto la existencia de la carga eléctrica?
  Por fenómenos de electrificación (frotamiento, contacto, inducción).
• ¿Qué diferencia hay entre el modelo de Thomson y el de Rutherford?
  El modelo de Thomson (pudín de pasas) propone electrones incrustados en una masa positiva uniforme, mientras que el de Rutherford (planetario) propone un núcleo central positivo y electrones orbitando alrededor.
• ¿Qué partículas utilizó Rutherford en su experimento?
  Partículas alfa.
• ¿Con qué modelo atómico estaban en contradicción los resultados de la experiencia de Rutherford?
  Con el modelo de Thomson.
• ¿Qué modelo atómico tiene los electrones incrustados?
  El modelo de Thomson.

Aclaraciones Importantes sobre Configuración Electrónica

• Principio de repulsión de cargas: Dos cargas del mismo signo se repelen. La fuerza de repulsión aumenta cuando la distancia entre las dos cargas disminuye (Ley de Coulomb).
• Orden de llenado de orbitales: Para realizar la configuración electrónica, se sigue el principio de Aufbau, llenando los orbitales en orden de energía creciente (1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, etc.). Es incorrecto usar orbitales como '1p' o '2d', ya que no existen.
• Determinación del elemento: Para saber a qué elemento pertenece una configuración electrónica, se suman todos los superíndices (número de electrones), lo que nos da el número atómico (Z) del elemento.