Átomos y modelos atómicos

Átomos y modelos atómicos

Los primeros modelos atómicos
Demócrito y Leucipo afirmaban que un trozo de metal podía dividirse en 2 partes y cada una de estas, a su vez, en otras 2 y así sucesivamente … hasta que llegaba un momento en el cual se obtenía una partícula tan diminuta que ya no era posible dividirla. A esa partícula la denominaron átomo (que en griego significa “indivisible”). Según estos filósofos, los átomos no eran todos iguales, sino que adquirían la característica de la materia a la cual pertenecían. Además, sostenían que los átomos de agua eran eternos, se movían en un infinito espacio vacío y se diferenciaban por la forma, la medida, el peso y la posición.
Aristóteles consideraba que la materia era continua y que los átomos no existían.

El modelo atómico de Dalton
Entre 1743 – 1794, Antoine Laurent de Lavoiser afirmo que la materia no se crea ni se destruye, sino que se transforma.
John Dalton (1766 – 1844) pensó que la materia era continua sino que estaba formada por partículas muy pequeñas, a las que se denomino “átomo”, al igual que Demócrito y Leucipo. Sobre esta base enunció, en 1803, su teoría atómica:
* La materia esta formada por átomos indivisibles e indestructibles.
Los átomos son esferas rígidas.
Todos los átomos del mismo elemento son iguales entre si pero diferentes de los átomos de otros elementos
Los átomos de elementos diferentes se combinan para formar átomos compuestos,
Los átomos no se crean ni se destruyen.
Los postulados de Daltonno resolvio como estaban constituidos los atomos. Sin
embargo a la luz de nuevas investigaciones pudo confirmarse que algunos de los postulados eran errores.
El modelo de Thomson
Gracias a la teoría atómica de Dalton fue posible definir por primera vez un elemento químico como “la sustancia formada por la misma clase de átomos” y los compuestos.
El físico británico Joseph Thomson (1856 – 1940) realizo experiencias que demostraron la existencia en los átomos de partículas con carga negativa y masa definida, a las cuales llamo electrones. El átomo era divisible y estaba formada por partículas aun mas pequeñas.
Thomson postulo un modelo atómico que se conoce como “budín con pasas”. Según este modelo, el átomo era una esfera sólida de carga positiva. Sobre la que se disponían los electrones, como las pasas en un budín. La suma total de cargas positivas y negativas era nula.
El modelo de Rutherford
La idea de los electrones y las cargas positivas fue aceptada. Pero había algo que no cerraba en el modelo de budín con pasas, lo que el átomo siguiera siendo, tal como postulaba Dalton también, una esfera rigida.
Sobre este tema trabajo el brillante físico y químico británico, Ernest Rutherford (1871 – 1917). En 1911, al “bombardear” una delgada lamina de oro, con partículas positivas observo que:
La mayor parte de las partículas la atravesaban sin desviarse.
Una proporción menor de partículas apenas desviaba su trayectoria.
Muy pocas partículas rebotaban en la lámina de otro yvolvían hacia donde fueron emitidas.
Basándose en esta observación, dedujo que la mayor parte del volumen del átomo debía estar formada por espacio vació, y que en un zona central poseía una pequeñísima porción de materia, a la que se denomino núcleo atómico. Ese núcleo poseía carga positiva, ya que rechazaba las partículas positivas con las que era bombardeado. Y los electrones según Rutherford giraban alrededor del núcleo atómico distribuidos en orbitas, como lo hacen los planetas alrededor del sol. Por eso este modelo se conoce como “Modelo Planetario del átomo”. Un año después Rutherford afirmo que los núcleos de todos los átomos contienen protones, partícula positiva de igual magnitud de carga q los electrones, pero de signo contrario.

El modelo de Bohr
Niels Bohr propuso un nuevo modelo atómico que se basa en 2 postulados:
Primer postulado:
Los electrones giran alrededor del núcleo en orbitas estacionarias sin emitir energía.
Segundo postulado:
Cuando un electrón pasa de una orbita externa a una mas interna, la diferencia de energía entre ambas orbitas se emite en forma de radiación electromagnética.
Mientras el electrón se mueve en cualquiera de estas orbitas no radia energía, solo lo hace cuando cambia de orbita. Si pasa de una orbita externa (de mayor energía) a otra mas interna (de menor energía) emite energía y la absorbe cuando pasa de una orbita
Interna a otra mas externa.
En resumen podemos decir que los electrones se disponen en diversas orbitas circulares quedeterminan diferentes niveles de energía.
Aspectos mas importantes del modelo: los electrones solo se pueden mover en determinadas zonas, llamadas orbitales, según su contenido enérgico y pueden saltar de un orbital a otro al tomar o ceder determinada cantidad de energía.
Principales aspectos nuevos: la zona del espacio donde se mueven los electrones esta restringida por su contenido enérgico.

Modelo Mecánico Mecanocuántico
Luego del modelo atómico de Bohr de 1913. Hubo modificaciones hasta llegar al actual modelo atómico.
En 1924 Louis de Boglie propuso que el electrón tendría propiedades ondulatorias y de partícula.
En 1926.Werner Heisenberg. Principio de incertidumbre. No se puede determinar la posición y la velocidad del electrón.
En 1927. Erwin Schrodinger. Propone una ecuación matemática que da a al electrón el carácter de onda y de partícula simultáneamente.
Estas 3 propuestas dan el principio del modelo atómico actual. En el cual establece que en el átomo existe unas zonas delimitadas donde es probable encontrar al electrón. A estas zonas se las llama orbital y se las representa en forma de numero.
Definición de molécula y su composición
Las moléculas están formadas por un conjunto de átomos. Son diferentes. Unidos por enlaces químicos. Son la mínima porción de materia que puede presentarse en estado libre y estable. No pueden separarse sin alterar sus propiedades.
Según la cantidad de átomos hay 2 tipos de moléculas:
Moléculas Diatómicas: que están formadas por 2átomos.
Moléculas Poliatómicas: formadas por mas de 2 átomos

Fuerza entre cargas electrostáticas
Un átomo normal es neutro ya que tiene el mismo numero de protones o cargas positivas que de electrones o cargas negativas.
Sin embargo un átomo puede ganar electrones y quedar cargado negativamente. O perderlos y cargarse positivamente.
Atracción: interacción entre una carga positiva con una negativa.
Repulsión: interacción entre cargas de un mismo signo.
En objetos sin carga o con igual cantidad de carga negativa que positivas.

Los átomos
Los átomos son lo que componen la materia. Estos están formados por partículas subatómicas que son los neutrones (no tienen carga),los protones (tienen carga positiva) y los electrones (tienen carga negativa).
Los neutrones y los protones van a ser los que formen el núcleo atómico.
Y los electrones se van a encontrar alrededor del núcleo atómico en lo que llamamos orbitas.
Los orbitales son zonas en donde es mas probable encontrar un electrón.
La cantidad de protones se llama número atómico (z)
La masa atómica esta dada por los neutrones mas los protones.
La masa de un protón es similar a la masa de un neutrón y es 1,67 . 10 (elevado -24) gramos ósea que es 0,00000000000000000000000,67 g.
Masa de electrones: 9,10 . 10 (elevado -28) g, es mas de 1000 veces menor que el
de un neutrón. Entonces yo nunca voy a tener 1000 electrones en un átomo. Entonces la masa de los electrones con respecto a la de los neutrones y protones va a ser despreciada.Entonces la masa del átomo va a ser dada simplemente por la cantidad de protones y neutrones.
La cantidad de electrones va a depender de que tipo de átomo es.
En un átomo neutro la cantidad de protones va a ser igual a la cantidad de electrones porque si los protones son los que tienen carga positiva y los electrones son los que tienen carga negativa, para que el átomo sea neutro lo positivo tiene que ser igual a lo negativo.
Atomo con carga: se llama ION.
Si tiene carga positiva se llama CATIÓN.
Y si tiene carga negativa se llama ANIÓN.
No puede cambiar la cantidad de protones porque si no cambiara el átomo.
e- = p+ - q `p+ = z
a = a – z
e- = z – q
Configuración electrónica de los átomos
La configuración electrónica lo que va a hacer, es decirme donde están los electrones.
Los electrones se encuentran en la parte externa de los átomos que son los orbitales.
El primero en describir los orbitales fue Bohr. Bohr con su modelo atómico empezó a hablar de la existencia de los orbitales y los define como la zona mas probable donde encontrar un electrón.
Orbita: trayecto que siguen los cuerpos alrededor de otros. Con la orbita yo puedo predecir donde va a estar un planeta en determinado momento, cosa que no puedo decir con los orbitales.
En cambio con los orbitales yo puedo predecir donde va a estar el electrón.
Ahora no usamos mas el modelo atómico de Bohr, sino que para describir laconfiguración electrónica usamos:
El modelo atómico moderno
La diferencia que hay entre este modelo y el de Bohr es que:
Bohr describe simplemente que los electrones se encuentran en orbitales y en cambio con el “modelo atómico moderno”, se empieza a hablar de distintos niveles y subniveles de energía. Entonces empieza a hablar de zonas mas chiquitas o especificas, donde puedo encontrar estos electrones.
Subniveles: son los que van a tener los distintos orbitales.
Los orbitales están dados por la cantidad de posiciones en el espacio q tengan subnivel.
Por cada orbital entran solo 2 electrones.
SUBNIVELES
s: tiene forma esferica. 1 sola posicion en el espacio. Por lo tanto tiene 1 solo orbital. Y
si tiene un solo orbitales entran nada mas que 2 electrones.
p: tiene 3 orbitales y le entran 6 electrones.
d: tiene 5 posiciones en el espacio,5 orbitales diferentes y le entran 10 electrones.
f: tienen 7 posiciones en el espacio. Por lo tanto tiene 7 orbitales y le entran14 electrones.

Ahora los electrones se van a ubicar de acuerdo a la menor energía posible. Los subniveles d tienen mayor energía que los subniveles s del nivel siguiente
Los 3d (elevado 10) tienen mayor energía que los 4s (elevado 2), entonces los electrones una vez que llenen el 3p (elevado 6) van a ubicarse en el 4s (elevado 2) en lugar del 3d (elevado 10). Y esto es lo mismo para todos los niveles.
Entonces se descubrió una regla que podía describir la ubicación de los electrones siguiente este caminito.

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