Historia del átomo: de Dalton al modelo mecano-cuántico
Modelos atómicos
Antigüedad
Aristóteles: pensaba que la materia está formada por 4 elementos: tierra, agua, aire y fuego.
Leucipo y Demócrito: propusieron que la materia no se podía dividir de forma infinita. Si dividimos sucesivamente la materia, llegamos a un límite llamado átomo.
Teoría atómica de Dalton
Dalton propuso la primera teoría atómica, que tiene 4 postulados:
- La materia está formada por partículas muy pequeñas, esféricas e indivisibles, llamadas átomos.
- Todos los átomos del mismo elemento químico son idénticos: tienen la misma masa, mismo tamaño y mismas propiedades.
- Los compuestos químicos están formados por átomos de distintos elementos unidos entre sí en la misma proporción.
- En las reacciones químicas, los átomos de cada elemento ni se crean ni se destruyen, sino que se recombinan.
Modelo atómico de Thomson
Thomson demostró con experimentos que dentro de los átomos hay partículas con carga eléctrica a las que llamó electrones.
El átomo es una esfera de carga positiva distribuida uniformemente, en la que había electrones incrustados. A este modelo también se le llama "pudín de pasas" o "muffin de chocolate" (metáfora).
Modelo atómico de Rutherford
El átomo tiene 2 partes diferenciadas:
- Núcleo: formado por partículas de carga positiva llamadas protones.
- Corteza: los electrones giran alrededor del núcleo.
El átomo está prácticamente vacío.
Modelo atómico de Bohr
Bohr propuso que los electrones solo podían estar en unas órbitas o niveles determinados. Además, en cada órbita o nivel había un número máximo de electrones que se calcula como $2n^2$, donde $n$ es el número de nivel.
Modelo actual: modelo mecano-cuántico
Schrödinger demostró que no podemos saber exactamente dónde se encuentran los electrones.
Hay una zona del espacio en la que existe una alta probabilidad de encontrar al electrón. Esta zona se llama orbital.
Conceptos básicos del átomo
- Número atómico ($Z$): es el número de protones que tiene un átomo. Cuando el átomo es neutro, el número de protones coincide con el número de electrones.
- Número másico ($A$): es la suma del número de protones y de neutrones.
- Isótopos: son átomos de un mismo elemento en los que los núcleos tienen una cantidad diferente de neutrones, es decir, tienen distinto número másico.
- Abundancia isotópica: es el porcentaje de átomos de un isótopo respecto al total de átomos de ese elemento en la naturaleza. Con estos datos se puede calcular la masa atómica ($M$) aproximada de un elemento.