Estructura Atomica

ESTRUCTURA ATOMICA Y PROPIEDADES PERIODICAS.

1.1.- TEORÍA ATÓMICA MODERNA Y CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA.

1.1.1.- Introducción a la teoría atómica moderna.

Actualmente sabemos que el átomo es una partícula Fundamental de la materia que conserva sus propiedades físicas y químicas y que puede participar en reacciones químicas.

También tenemos la información de que el átomo está constituido por partículas subatómicas de las cuales se han descubierto alrededor de unas 30; de estas las más Importantes dentro de nuestro estudio del átomo son tres: el protón, el neutrón y el electrón.

El protón y el neutrón se encuentran en el núcleo del átomo y tienen casi la misma masa. El electrón se encuentra girando alrededor del núcleo en unos espacios que los conocemos como orbitales.

El electrón su masa es insignificante en relación con la masa del electrón y del protón; por lo tanto lo que le da peso del átomo está concentrado en el núcleo.

El protón y el electrón tienen carga eléctrica; siendo la del protón positiva (+) y la del electrón negativa (-). Las cargas de estas dos partículas son iguales y opuestas. El neutrón no tiene carga. Debido a la carga de estas tres partículas concluimos que el átomo es eléctricamente neutro.

La carga eléctrica del electrón es extremadamente pequeña. Es la unidad elemental (u.e). Así la carga de cualquier cuerpo tiene que ser un múltiplo de la carga del electrón (o del protón) 1.6 x 10 -19 Coulombios.

___Carga________________________

Partícula Símbolo Masa relativa u e. C.

Protón p 1.0073 +1 + 1.601864 x 10-19

El tamaño real de un átomo es pequeñísimo tanto que sería imposible tener un átomo en las manos e imposible medirlo. El diámetro del átomo fue calculado experimentalmente por Ernest Rutherford cuando en 1909 apoyado por sus discípulos Hans Geiger y Ernest Marsden llegó a la conclusión de que la mayor parte del átomo era espacio vacío y la masa mayoritaria del átomo estaba concentrada en un núcleo muy pequeño cuyo diámetro era 10,000 veces menor que el diámetro del átomo en si. Estableciendo Rutherford el modelo atómico siguiente: el átomo es como un sistema solar en miniatura formado por un núcleo muy pequeño y con carga positiva el cual contiene la mayor parte de la masa del átomo y los electrones de carga negativa que giran como los planetas a su alrededor.

 El átomo en su mayoría es espacio vacío.

 Está constituido por un núcleo con carga positiva que contengan los neutrones y protones.

 Es como un sistema solar en miniatura siendo el sol el núcleo y los planetas los electrones.

 Es eléctricamente neutro. (No. de protones = No.de neutrones).

Diámetro del átomo: 0.00000001= 10-8 cm = 1 0A (ángstrom)

Diámetro del núcleo: 0.000000000001 cm. = 10 -12 cm = 10 -4 0A (ángstrom).

El número atómico de un átomo es igual al número de protones que se encuentran en su núcleo. Pero como es eléctricamente neutro el número de protones es igual al número de electrones que giran alrededor del núcleo; por lo tanto el número atómico = número de protones = número de electrones = Z. El número atómico se representa con la letra Z.

Los átomos de un mismo elemento todos ellos tienen el mismo número atómico y si tienen el mismo número atómico, tienen también las mismas propiedades químicas.

Existen átomos de un mismo elemento que pueden tener el mismo número atómico; pero diferente masa, debido a que algunos de ellos varían en el número de protones que se encuentran en su núcleo. Teniendo así diferente masa. El número de masa de un átomo se representa con la letra A.

A= Número de Protones + Número de Neutrones

A estos átomos de un mismo elemento que tienen el mismo número atómico, pero diferente masa y mismas propiedades químicas se les conoce como ISOTOPOS.

Por ejemplo el elemento hidrógeno tiene tres tipos de átomos que se llaman protio, deuterio y tritio. Todos ellos tienen un solo protón en su núcleo y un electrón girando alrededor del núcleo. Pero las masas de su núcleo son diferentes ya que el protio no tiene protones, el deuterio tiene un protón el tritio tienen dos protones.

TABLA 1.1.- ISOTOPOS DEL HIIDROGENO

Especies Símbolo Número de protones Número de neutrones Abundancia Natural %

Protio 11H o P 1 0 99.985

Deuterio 21H o D 1 1 0.015

Tritio * 31H o T 1 2 0

El símbolo del elemento hidrógeno es H; el superíndice indica la masa del átomo (suma de protones y neutrones en el núcleo); el subíndice indica el número atómico (el número de protones).

* El tritio es sintético.

CONCEPTOS PREVIOS PARA COMPRENDER LA MECÁNICA CUÁNTICA DEL ÁTOMO.

INTRODUCCIÓN.- Es necesario para nuestra comprensión de la teoría atómica moderna estudiar algunos conceptos que nos explican el comportamiento de los electrones: ¿dónde realmente se encuentran ubicados en el átomo?, ¿cómo es su movimiento?, ¿cómo liberan o absorben energía los átomos por las transiciones electrónicas? Por tal motivo vamos a estudiar: Radiación Electromagnética, Espectro Electromagnético y sus características.

No podemos adentrarnos en la teoría de Cuantización de Bohr sin conocer la teoría de la mecánica quántica establecida por el físico alemán Max Planck en 1900 quien es el iniciador de esta disciplina; la cual ha servido de sustento a la estructura atómica moderna y molecular.

 ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO.

RADIACION.- Es el término empleado para describir la emisión y transmisión de energía a través del espacio en forma de ondas.

RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA.- Es una manifestación de la energía radiante que al moverse o desplazarse en el espacio produce campos eléctricos y magnéticos de oscilación uniforme llamadas ondas. La radiación electromagnética se caracteriza por su longitud de onda ( y su velocidad (c).

Espectro Electromagnético.- Es la identificación y representación de las radiaciones electromagnéticas. Por ejemplo el Espectro electromagnético de la energía solar comprende

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