Principios Fundamentales de la Química: Leyes Ponderales, Estructura Atómica y Radiactividad

Leyes Fundamentales de la Química

Ley de Conservación de la Masa

Al mezclar dos componentes, la masa de la mezcla es igual a la masa inicial de los componentes iniciales.

Ley de las Proporciones Definidas

En una reacción, cuando se mezclan dos o más componentes para formar un compuesto, lo hacen en unas proporciones definidas; es decir, la proporción de masa es constante.

Ejemplo de Proporción:

$$\frac{\text{Masa de O}_2}{\text{Masa de Glucosa}} = \frac{192 \text{ g O}_2}{180 \text{ g Glucosa}} = 1.07 \text{ g O}_2 / 1 \text{ g Glucosa}$$

El Electrón y el Descubrimiento de Partículas Subatómicas

A finales del siglo XIX, J.J. Thomson descubrió estas partículas a través de un experimento con tubos de rayos catódicos.

• Independientemente del gas utilizado, los rayos siempre eran los mismos.
• Los rayos estaban formados por materia de masa muy pequeña y carga negativa.

Más tarde, G.J. Stoney descubrió que estas partículas se encuentran dentro del átomo y las llamó electrón.

La Radiactividad: Rayos X, Alfa, Beta y Gamma

A finales del siglo XIX, Wilhelm Röntgen descubrió un tipo de rayos que no se desviaban ante una placa cargada eléctricamente. Estos rayos no tenían carga, atravesaban materiales de gran grosor, y los llamó Rayos X, definiéndolos como radiación de energía no visible.

Más tarde, ya en el siglo XX, Marie Curie descubrió que hay partículas que desprenden este tipo de energía de forma espontánea, y la llamó radiactividad. Se conocen como partículas o elementos radiactivos aquellos capaces de emitir dicha radiación.

Tipos de Emisión Radiactiva

• Emisión Alfa (α): Basta una lámina de papel para detenerla.
• Emisión Beta (β): El aluminio no la traspasa.
• Emisión Gamma (γ): Se necesita una capa de plomo o un muro de hormigón para detenerla.

Modelos Atómicos Históricos

Modelo Atómico de Thomson (1904)

Conocido como el modelo del "pudín de pasas":

• El átomo es divisible.
• La mayor parte de la masa y la carga positiva están distribuidas en una esfera.
• Los electrones (negativos) están incrustados en esta masa positiva.
• El átomo es neutro (carga negativa = carga positiva).
• Los electrones, al desprenderse, ionizan el átomo.

Modelo Atómico de Rutherford (1911)

Resultado del experimento de la lámina de oro:

• El átomo tiene una zona muy pequeña y densa llamada núcleo.
• El núcleo contiene casi la totalidad de la masa y toda la carga positiva.
• Alrededor de este núcleo se encuentra la corteza, donde se mueven los electrones.
• El átomo es neutro.

Modelo Atómico de Bohr (1913)

Se basa en el modelo de Rutherford, pero introduce la cuantización de la energía:

• El núcleo central concentra la masa y la carga positiva.
• Los electrones se mueven en órbitas circulares definidas alrededor del núcleo.
• Solo absorben o emiten energía (en forma de cuantos o fotones) si cambian de órbita.