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-     Escrito por marimar

El Átomo – Qué es, Estructura y Composición

Todos tenemos la idea de que un átomo es algo muy pequeño, realmente es así, pero para que tengamos una mejor concepción de lo que es un átomo, podemos imaginarnos una barra de plomo. Podemos partir esa barra de plomo por la mitad, y tendremos la misma barra de pan pero en dos trozos más pequeños, si cada trozo lo volvemos a dividir y a dividir sucesivamente, llegará un momento en el que ya no podamos dividir en más trozos esa barra de plomo. Pues ese pequeñísimo trozo indivisible sería un átomo. La explicación parece sencilla pero vamos a conocer qué es un átomo, qué estructura tiene y cuál es su composición.

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 El Átomo | Qué es un Átomo

La definición de un átomo dice que es la unidad mas pequeña en la que se puede dividir la materia sin que pierda las propiedades químicas, es decir sus propiedades como elemento químico.

Para conocer un poco como se llegó a la descripción de lo que era un átomo, nos tenemos que remontar a la Grecia Clásica, filósofos como Demócrito o Epicuro, ya se conocía pero no como concepto científico sino filosófico. Estos filósofos simplemente pensaban que la materia no podría dividirse indefinidamente, luego tendrían un fin, un punto que ya no se pueda dividir más y que sin embargo, al unirse todas esa pequeñas materias formarían objetos. La necesidad de conocer el porqué de las cosas nos llevó a un concepto, que desarrollaría la química siglos después,XVIII-XIX.

Según los filósofos griegos la materia estaba formada por los elementos de la naturaleza

Según los filósofos griegos la materia estaba formada por los elementos de la naturaleza

El concepto que se tenía de átomo, como la parte mas pequeña en la que se puede dividir la materia, no es del todo cierta, ya que como veremos un átomo está compuesto de 3 elementos, que obviamente son más pequeños. A estos elementos las llamamos Partículas Subatómicas.

El Átomo | Estructura del Átomo

Los átomos están formados por unas partículas más pequeñas: protones, electrones y neutrones. Un átomo se diferenciará de otro según estén dispuestas estas partículas.

  • Los Electrones: Tiene carga negativa, es la partícula más ligera de las tres.
  • Los Protones: Tienen carga positiva y es mucho más pesado que los Electrones
  • Los Neutrones: Los neutrones no tienen carga, pero son aproximadamente igual de pesados que los Protones.
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Dentro del átomo los protones y los neutrones se concentran en el centro, formando lo que se denomina núcleo del átomo o núcleo atómico. Los electrones, sin embargo, se encuentran girando alrededor del del núcleo del átomo, en lo que se ha llamado corteza.

Como en el núcleo del átomo sólo está compuesto por los protones y neutrones y hemos dicho que los neutrones no tienen carga, el núcleo del átomo tendrá por lo tanto, carga positiva, la del protón.

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Para que la carga sea neutra, se tendrán que equilibrar el núcleo positivo del átomo, donde se encuentra la mayor parte de su masa, con los electrones que rodean al núcleo atómico, donde la carga positiva del núcleo del átomo sea igual que la carga negativa de los electrones que rodean al núcleo.

Pero las últimas investigación en el campo de la mecánica cuántica, han llegado a la conclusión de que los electrones no se encuentran girando alrededor del núcleo, aunque si se ha encontrado un incremento de presencia de electrones a una cierta distancia del núcleo.

El Átomo | Propiedades del Átomo

Los átomos son los elementos base de la química. Cuando se produce una reacción química, los átomos no se destruyen sino que crean nuevos enlaces con otros átomos, agrupándose en nuevas moléculas.

Para conocer el número de masa y el número de protones que hay en el núcleo, llamado número atómico, se ha desarrollado una tabla, llamada Tabla Periódica de los Elementos Químicos. En ella se especifican tanto el número atómico como el número de la masa de cada elemento.

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Comencemos por saber que es un número atómico y el número de masa o másico.

  • Número atómico. Representado con la letra Z, nos indica el número de protones que contiene en su núcleo un átomo, que es igual a la de electrones. Todos los átomos con un mismo número de protones pertenecen al mismo elemento y tienen las mismas propiedades químicas. Por ejemplo todos los átomos con 5 protones serán de Boro (Z = 5), todos los átomos con 6 protones serán de Carbono (Z = 6).
  • Número másico. Representado con la letra A, se trata de la suma del número de protones y neutrones.
  • Los isótopos. Son dos átomos con el mismo número de protones, pero diferente número de neutrones. Los isótopos de un mismo elemento, tienen unas propiedades químicas y físicas muy parecidas entre sí.

El Átomo | El Modelo Atómico

Según la experimentación y las investigaciones han ido avanzando a lo largo de la historia, también ha variado la concepción del átomo. Distintos descubrimiento realizados en el mundo de la física o de la química, han conseguido que muchas de las sentencias que han sido establecidas durante muchos años, se han visto obsoletas para la explicación de otros tipos de fenómenos que podemos estudiar actualmente.

Símbolos propuestos por los alquimistas

Símbolos propuestos por los alquimistas

El Átomo – El Modelo Atómico | Modelo Dalton

Formulado en 1803 por el investigador John Dalton, considerado el primer modelo en la historia basado en la experimentación y observación, con bases científicas, donde se postulaba:

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  • La materia es indivisible e indestructible y está formada por elementos muy pequeños llamadas átomos.
  • Todos lo átomos de un mismo elemento son iguales, con el mismo peso y cualidades. Los que están formado por distintos elementos tendrán diferentes pesos
  • Los átomos no se dividen
  • Los átomos, al combinarse para formar compuestos, guardan relaciones simples.
  • Los átomos de elementos distintos se pueden unir en diferentes proporciones para formar más de un compuesto.
  • Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.

El Átomo – El Modelo Atómico | Modelo Thomson

Tras el descubrimiento del Electrón por Joseph John Thomson, se pensó que la materia tenía dos partes una positiva y la otra negativa. Estos electrones con carga negativa, según Thomson se encontraría incrustado en una gran masa con carga positiva.

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Thomson, pensaba que un átomo tenía que tener el número de cargas negativas justo para neutralizar la carga positiva. Por lo que en caso de que se perdiera un electrón, el átomo quedaría cargado positivamente. Mientras que si en vez de perderlo , lo ganaba, el átomo quedará cargado de manera negativa.

El Átomo – El Modelo Atómico | Modelo de Rutherford

El físico Ernest Rutherford, consiguió mejorar el modelo de Thomson. Para Rutherford el átomo sólo podía tener casrga positiva y negativa, la diferencia radicaba en la localización de la carga positiva, a diferencia de Thomson, pensaba que la carga positiva se concentraba en un núcleo, que además es el que aporta la masa al átomo. Los electrones, sin embargo, se distribuyen por la corteza bordeando y orbitando al rededor del núcleo, entre el núcleo y los electrones, no existía nada.

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Fue Rutherford el que pensó que debía de existir otro componente sin carga en 1920, Rutherford no lo descubrió, pero estaba hablando de la existencia de los neutrones, hasta entonces desconocidos.

El Átomo – El Modelo Atómico | Modelo de Bohr

Bohr tomó como referencia un átomo de hidrógeno para seguir el modelo de Rutherford. Se comparó al átomo con el sistema solar, donde un núcleo inmóvil en el centro era rodeado por los electrones en órbitas definidas.

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Creía que a cada órbita se le asignaba una energía siendo la de mayor energía, la órbita más externa al núcleo. Si un electrón permanece estable en su órbita no irradiarán energía o luz.

Los electrones podían tener movilidad, así podían saltar de órbita en órbita, siempre desde una energía menor a otra mayor.

El Átomo – El Modelo Atómico | Modelo de Sommerfeld

Gracias a la Teoría de la Relatividad de Albert Einstein, el físico Arnold Sommerfield, modificó el modelo de Bohr, en los siguientes apsectos.

Los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas bien circulares o bien elípticas. Tras el segundo nivel de energía, existen dos o mas niveles o subniveles.

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El electrón posee una corriente eléctrica mínima. Por lo que el modelo de Sommerfeld consigue generalizar el modelo de Bohr, basado en sus estudios en el hidrógeno, basado en un punto de vista más relativista.

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