El atomo

El atomo

• 2.
  EL ATOMO ENLA ANTOIGUEDAD CARACTERISTICAS DEL ATOMO. LA ESTRUCTURA ATOMICA HISTORIA DE LA TEORIA ATOMICA EVOLUCION DEL MODELO ATOMICO MODELO DE DALTON MODELO DE THOMSO MODELO DE RUTHERFORD MODELO DE BOHR
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  Dentro de lafilosofía de la antigua Grecia, la palabra átomo se empleaba para referirse a la parte más pequeña de materia y era considerada indestructible. Ya entonces, Demócrito (460- 370 a.C.) entendía que todas las sustancias existentes son diferentes porque están constituidas por diversos tipos de unidades diminutas. El conocimiento de su tamaño y su naturaleza avanzó muy lentamente a lo largo de los siglos. Hoy sabemos que el átomo se corresponde con la partícula de menor tamaño de un elemento químico, que posee unas características propias y se puede combinar con otros.
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  Durante un tiempo,los científicos investigaron el tamaño y la masa del átomo, pero sin instrumentos y técnicas apropiadas. Más tarde se diseñaron experimentos para determinar estas características. Así se descubrió que algunos átomos de un elemento presentan distinta masa, aunque mantienen idéntico número atómico (isótopos). El tamaño y la masa de un átomo son muy pequeños: como ejemplo comparativo, una gota de agua contiene más de 1.000 trillones de átomos.
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  El núcleo delátomo es su parte central. Tiene carga positiva, y en él se concentra casi toda la masa del mismo. Sin embargo, ocupa una fracción muy pequeña del volumen del átomo: su radio es unas diez mil veces más pequeño. El núcleo está formado por protones y neutrones. Alrededor del núcleo se encuentran los electrones, partículas de carga negativa y masa muy pequeña comparada con la de los protones y neutrones: un 0,05% aproximadamente. Los electrones se encuentran alrededor del núcleo, ligados por la fuerza electromagnética que éste ejerce sobre ellos, y ocupando la mayor parte del tamaño del átomo, en la llamada nube de electrones.
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  EL NUCLEO ATOMICO: Elnúcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases: o PROTONES: una partícula con carga eléctrica positiva igual a una carga elemental, y una masa de 1,67262 × 10–27 kg. o NEUTRONES: partículas carentes de carga eléctrica, y con una masa un poco mayor que la del protón (1,67493 × 10–27 kg)
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  La cantidad totalde nucleones que contiene un átomo se conoce como número másico, representado por la letra A y escrito en la parte superior izquierda del símbolo químico. Para los ejemplos dados anteriormente, el número másico del hidrógeno es 1 (1H), y el del helio, 4 (4He). Existen también átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, los cuales se conocen como isótopos. Por ejemplo, existen tres isótopos naturales del hidrógeno, el protio (1H), el deuterio (2H) y el tritio (3H). Todos poseen las mismas propiedades químicas del hidrógeno, y pueden ser diferenciados únicamente por ciertas propiedades físicas. Otros términos menos utilizados relacionados con la estructura nuclear son los isótonos, que son átomos con el mismo número de neutrones. Los isóbaros son átomos que tienen el mismo número másico. Debido a que los protones tienen cargas positivas se deberían repeler entre sí, sin embargo, el núcleo del átomo mantiene su cohesión debido a la existencia de otra fuerza de mayor magnitud, aunque de menor alcance conocida como la interacción nuclear fuerte.
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  El concepto deátomo existe desde la Antigua Grecia propuesto por los filósofos griegos Demócrito, Leucipo y Epicuro, sin embargo, no se generó el concepto por medio de la experimentación sino como una necesidad filosófica que explicara la realidad, ya que, como proponían estos pensadores, la materia no podía dividirse indefinidamente, por lo que debía existir una unidad o bloque indivisible e indestructible que al combinarse de diferentes formas creara todos los cuerpos macroscópicos que nos rodean. El siguiente avance significativo se realizó hasta en 1773 el químico francés Antoine-Laurent de Lavoisier postuló su enunciado: La materia no se crea ni se destruye, simplemente se transforma."; demostrado más tarde por los experimentos del químico inglés John Dalton quien en1804, luego de medir la masa de los reactivos y productos de una reacción, y concluyó que las sustancias están compuestas de átomos esféricos idénticos para cada elemento, pero diferentes de un elemento a otro.
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  La concepción delátomo que se ha tenido a lo largo de la historia ha variado de acuerdo a los descubrimientos realizados en el campo de la física y la química. Algunos de ellos son completamente obsoletos para explicar los fenómenos observados actualmente, pero se incluyen a manera de reseña histórica. El modelo atómico de Dalton explicaba por qué las sustancias se combinaban químicamente entre sí sólo en ciertas proporciones. Además el modelo aclaraba que aún existiendo una gran variedad de sustancias diferentes, estas podían ser explicadas en términos de una cantidad más bien pequeña de constituyentes elementales o elementos.
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   En esencia,el modelo explicaba la mayor parte de la química orgánica del siglo XIX, reduciendo una serie de hechos complejos a una teoría combinatoria realmente simple.  El modelo atómico de Dalton, surgido en el contexto de la química, fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1808 por John Dalton.
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  Después del descubrimientodel electrón, en el año 1897 por J.J. Thomson, se determinó que la materia estaba compuesta por dos partes, una negativa y una positiva. La parte negativa eran los recién descubiertos electrones, los cuales mantenían inmersos en una “masa” de carga positiva, de allí que a este modelo se le conoce como el “pudin de pasas”. De este modelo se puede explicar: o La existencia de los espectros atómicos. o Algunos fenómenos como la conductividad y la polarización eléctrica. o Las reacciones químicas bajo el supuesto de intercambio de electrones. o La periodicidad observada en las propiedades químicas de los compuestos. o La existencia de iones.
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  Este modelo seagradece al experimento de Rutherford, por medio del cual el señor Ernest Rutherford en el año 1911 dice que el átomo tiene una parte p ositiva, el núcleo, el cual poseía los Protones (cargas positivas) y Neutrones (Cargas Neutras), llamado Núcleo, el cual contiene toda la masa del átomo, y los electrones giraban alrededor de este núcleo en orbitas circulares y elípticas. De este modelo atómico se puede concluir que:  Todos los núcleos de los átomos de un elemento dado tienen la misma carga eléctrica.  La carga nuclear es un múltiplo entero de valor de la carga del electrón.  La carga nuclear de un átomo es igual al número atómico químico, el cual determina su posición en la tabla periódica.
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  En el añode 1913 el físico inglés N. Bohr se buscaba una explicación razonable para la cual el modelo de Rutherford presentaba errores teniendo en cuenta la física clásica. Fue en el momento en el que leyó el segundo postulado de Planck para la radiación de un cuerpo negro la cual enuncia “un oscilador solo emite energía cuando pasa de un estado de mayor energía a otro de menor energía” y creyó que la frecuencia del movimiento circular del electrón alrededor del núcleo era análoga a la frecuencia del oscilador de Planck. Concluyo que “El átomo sólo emite radiación electromagnética cuando uno de sus electrones pasa de un estado de mayor energía a uno de menor energía”. De esto saco los siguientes postulados.
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   El átomode hidrógeno está constituido por un núcleo con carga +, y un electrón ligado a él mediante fuerzas electrostáticas.  Existe, para el átomo, un conjunto discreto de estados energéticos en los cuales el electrón puede moverse sin emitir la radiación electromagnética. Estos estados se denominan estados estacionarios y en ellos la energía es constante.  En los estados estacionarios el momento angular del electrón (L) es igual a un múltiplo entero n de la constante de Planck h dividida por 2π: Donde n= 1, 2, 3… es el número cuántico principal. Así, el electrón solamente puede ubicarse en ciertas órbitas cuyos radios están determinados por la condición anterior.