Estructura Atómica
Antecedentes históricos.
En el siglo V a.C., Leucipo pensaba que sólo había un tipo de materia. Sostenía, además, que si dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas, acabaríamos encontrando una porción que no se podría seguir dividiendo. Un discípulo suyo, Demócrito, bautizó a estas partes indivisibles de materia con el nombre de átomos, término que en griego significa “que no se puede dividir”.
La teoría de Demócrito y Leucipo, en el siglo V antes de Cristo era, sobre todo, una teoría filosófica, sin base experimental. Y no pasó de ahí hasta el siglo XIX.
En 1808, John Dalton publicó su teoría atómica, que retomaba las antiguas ideas de Leucipo y Demócrito.
- EL ELECTRÓN:
Al estudiar los fenómenos eléctricos se llegó a la conclusión de que la teoría de Dalton era errónea y, por tanto, debían existir partículas más pequeñas que el átomo, que serían las responsables del comportamiento eléctrico de la materia.
El físico J. J. Thomson realizó experiencias en tubos de descarga de gases. Observó que se emitían unos rayos desde el polo negativo hacia el positivo, los llamó rayos catódicos.
Al estudiar las partículas que formaban estos rayos se observó que eran las mismas siempre, cualquiera que fuese el gas del interior del tubo. Por tanto, en el interior de todos los átomos existían una o más partículas con carga negativa llamadas electrones.
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EL PROTÓN:
El físico alemán E. Goldstein realizó algunos experimentos con un tubo de rayos catódicos con el cátodo perforado. Observó unos rayos que atravesaban al cátodo en sentido contrario a los rayos catódicos. Recibieron el nombre de rayos canales.
- EL NEUTRÓN:
Mediante diversos experimentos se comprobó que la masa de protones y electrones no coincidía con la masa total del átomo; por tanto, el físico E. Rutherford supuso que tenía que haber otro tipo de partícula subatómica en el núcleo de los átomos.
Estas partículas se descubrieron en 1932 por el físico J. Chadwick . Al no tener carga eléctrica recibieron el nombre de neutrones. El hecho de no tener carga eléctrica hizo muy difícil su descubrimiento.
Los neutrones son partículas sin carga y de masa algo mayor que la masa de un protón.
- IONES:
Un ion se representa mediante el símbolo del elemento del que procede, con un superíndice a la derecha, que indica la carga que posee mediante un número y el signo + o el signo -.
Los cationes han perdido electrones en el número que indica la carga positiva. Por ejemplo, +3 indicará que ese átomo ha perdido 3 electrones.
Los aniones han ganado electrones, en el número que indica la carga negativa. Por ejemplo, -2 indicará que ese átomo ha ganado 2 electrones.
Cómo dibujar los átomos.
Hay que tener en cuenta que esto es sólo una aproximación para realizar el dibujo del átomo. Realmente el núcleo es 10000 veces menor que la corteza y no de tamaños parecidos.
El átomo está constituido por dos zonas: Núcleo y Corteza.
Núcleo: Se dibuja un círculo y, en su interior, se colocan los protones y los neutrones en el número que se nos indique. Este número dependerá del tipo de elemento que sea, como veremos más adelante.
Corteza: Primeramente, se dibujan las capas electrónicas alrededor del núcleo. Después se van colocando los electrones en las distintas capas. Debemos tener en cuenta que en la primera capa sólo caben 2 electrones. Una vez llena la primera, en la segunda capa, caben hasta 8 electrones. En la 3ª capa caben hasta 18 electrones, una vez llenada la 2ª. Es lo que determina la configuración electrónica de un átomo es el modo en que están distribuidos los electrones alrededor del núcleo de ese átomo. Es decir, cómo se reparten esos electrones entre los distintos niveles y orbitales.
Configuración electrónica:
Los electrones no se pueden observar directamente, la ruta y localización exacta de los electrones en un momento determinado no se puede predecir con exactitud. Los electrones se comportan como ondas electromagnéticas, de allí que la ciencia que describe su comportamiento se llama mecánica ondulatoria. En 1933 Schrödinger describió con ecuaciones matemáticas, los valores energéticos que pueden tener los electrones y predijo la ubicación más probable de los electrones alrededor del núcleo. Los electrones están localizados en niveles de energía alrededor del núcleo, sus energías están cuantizadas, es decir que los electrones no pueden adquirir cualquier valor de energía. Se llama orbital atómico a la zona del espacio donde es más probable hallar un electrón. Cada nivel de energía está indicado por el número cuántico principal (n), que toma valores enteros n = 1, 2, 3, 4, 5, 6... El número de electrones en cada nivel de energía es 2n2.
n=1 → 2.12 = 2 electrones
n=2 → 2.22 = 8 electrones
n=3 → 2.32 = 18 electrones
La configuración electrónica de un átomo se obtiene siguiendo unas reglas:
1.- En cada orbital sólo puede haber 2 electrones.
2.- Los electrones se van colocando en la corteza ocupando el orbital de menor energía que esté disponible.
3.- Cuando hay varios orbitales con la misma energía (3 orbitales p, por ej.) pueden entrar en ellos hasta 3·2 = 6 electrones.
Átomo
Átomo:
Es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos.
Los átomos están formados por un núcleo, de tamaño reducido y cargado positivamente, rodeado por una nube de electrones, que se encuentran en la corteza.
