“Átomos, moléculas e iones”

Nombre: Denisse Cruz
Curso:
Temas: investigación

“Átomos, moléculas e iones”

Desde el inicio de la humanidad el hombre se ha caracterizado por su constante curiosidad de entender todo lo que lo rodea, por lo cual varias investigaciones trataron de entender la materia y sus componentes pero la teoría atómica de Dalton fue la que catapulto dicho estudio, lo que abrió el camino a grandes descubrimientos, en la actualidad conocemos que la materia está compuesta por átomos, moléculas e iones. La química empieza su estudio con esto para iniciar a comprender a qué se refiere la “química” como materia y ciencia por lo cual estudiaremos nosotros también dichas características de la materia.

1. La teoría atómica._

En el siglo V a.C. el filósofo griego expreso la teoría de que toda la materia estaba compuesta por pequeñas partículas indivisibles a las cuales llamo átomos, a pesar de que su idea no fue mayor mente aceptada esta idea se mantuvo. La evidencia científica que dejo algunos experimentos produjo que gradualmente se aceptara el concepto de “atomismo”, lo que condujo posteriormente a la definición de elemento y compuesto. En 1808 el científico Jonh Dalton dio una definición precisa  de las unidades indivisibles de la materia que llamamos átomos.

• Los elementos están formadas por partículas muy pequeñas llamadas átomos. Los átomos de un mismo elemento son idénticos  y tienen iguales propiedades químicas
• Los compuestos se forman al unirse los átomos de dos o más elementos en proporciones constantes y sencillas.
• En las reacciones químicas los átomos se intercambian; pero, ninguno de ellos desaparece ni se transforma

Dalton no trato de descubrir la estructura de un átomo, tampoco tenía idea de cómo era un átomo pero se dio cuenta de sus diferencias en las propiedades que mostraba por elemento, la segunda hipótesis confirma la ley de proporciones múltiples que dice que dos elementos pueden combinarse para formar más de un elemento, la masa de uno de los elementos de combina con una masa fija del otro y mantiene una relación de números enteros, la tercera hipótesis es una manera de enunciar la ley de la conservación de la materia, la cual establece que nada se crea ni se destruye que solo se transforma debido que la materia está formada por átomos que no cambian en una reacción química, lo que concluye que la masa también se conserva.

2.2. Estructura del átomo._

Con base a la teoría de Dalton se define al átomo como la unidad básica de un elemento que puede intervenir en una combinación química. Dalton describió al átomo como una partícula extremadamente pequeña e indivisible pero investigaciones llevadas a cabo entre 1850 y el siglo XX demostraron que el átomo tiene una estructura interna llamadas partículas subatómicas. Las investigaciones descubrieron a los electrones, neutrones y protones.

• Electrón: En la década de 1890 muchos científicos estaban interesados en el estudio de la radiación, la emisión y trasmisión de energía a través de ondas, para el estudio de este fenómeno se utilizó tubos catódicos, consta de un tubo de vidrio lleno casi a su totalidad de aire, se coloca a dos placas metálicas conectadas a una fuente de alto voltaje, la placa de carga negativa emite un rayo hacia la placa de carga positiva, mientras el tubo este lleno de aire no fluye la electricidad, por lo cual el tubo debe estar al vacío, al introducir gas en el tubo y haciendo pasar corriente se desarrolla una incandescencia que va del cátodo al ánodo, en una experiencia posterior cuando a una pantalla recubierta de un compuesto fluorescente en la trayectoria del rayo, aparece una banda brillante, si se introduce un campo eléctrico o magnético los rayos se debían en dirección que demuestra que tiene carga negativa, conociendo la fuerza del campo eléctrico y midiendo la desviación de los electrones, Thomson determino la relación de la carga de un electrón a su masa.  Pero Millikan con el experimento de la gota de aceite determino que la carga podía ser expresada por ne donde n es un entero positivo o negativo mientras que e representa la menos de las unidades observables de carga eléctrica.
• Radioactividad: en 1895 Becquerel descubrió que el uranio metálico y sus sales emiten radiaciones invisibles, capaces de impresionar las placas fotográficas, de ser desviadas por cuerpos magnéticos y de atravesar ciertas laminas metálicas, posteriormente en el siglo XX los esposos Curie comprobaron que efectos similares podían ser producidos por elementos como el radio y polonio, el fenómeno se llamo radioactividad.
• El protón y el núcleo: 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 estudio de estos rayos determinó que estaban formados por partículas de carga positiva y que tenían una masa distinta según cual fuera el gas que estaba encerrado en el tubo. Esto aclaró que las partículas salían del seno del gas y no del electrodo positivo. Al experimentar con hidrógeno se consiguió aislar la partícula elemental positiva o protón, cuya carga es la misma que la del electrón pero positiva y su masa es 1837 veces mayor.
• 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 interior 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.

2.3.  Números atómicos, números de masas he isotopos:

• Número atómico (Z): Todos los elementos pueden identificarse por el número de protones y neutrones que contienen. El número atómico (Z) es el número de protones en el núcleo de un elemento. En un átomo neutro los protones son iguales a los electrones. De manera que el número atómico indica también el  número de electrones presentes en un átomo. La identidad de un átomo queda determinado por un número atómico.
• Numero de masa (A): el número total de neutrones y protones presentes en el núcleo del átomo de un elemento, con excepción de la forma más común del hidrogeno que no tiene neutrones y solo un protón, todos los átomos tienen neutrones y protones.
• Isotopos: no todos los átomos de un elemento tienen la misma masa, la mayoría de los elementos tiene dos o más isotopos, átomos que tienen el mismo número atómico y diferente masa. Por ejemplo el hidrogeno tiene tres isotopos hidrogeno, deuterio y tritio.

2.4. Tabla periódica: Más de la mitad de los elementos que se conocen hoy en día se descubrieron entre 1800 y 1900. Durante este periodo se observó que muchos elementos mostraban semejanzas entre sí. El conocimiento de las regularidades periódicas en las propiedades físicas y comportamiento químico y como la necesidad de ordenar la gran cantidad de información relacionada a los elementos condujo al desarrollo de la tabla periódica. Una tabla donde se encuentren agrupados los elementos que tienen características físicas y químicas semejantes, en la tabla periódica actual se muestran ordenados de acuerdo a su número atómico, en filas horizontales llamados periodos y columnas verticales conocidas como grupos o familias, de acuerdo con sus semejanzas en propiedades químicas el  110-112-114-118  se han sintetizado actualmente por lo cual carecen de un nombre. Los elementos se dividen en tres categorías, metales, no metales y metaloides, un metal es un buen conductor de electricidad mientras que un no metal no, un metaloide presenta características de los dos grupos. La mayoría de elementos son metales, 17 no metales y  8 metaloides, en general se hace referencia de las propiedades de los elementos de acuerdo a tu familia en la tabla periódica. La tabla periódica es de gran ayuda ya que facilita su entendimiento el conocimiento de sus propiedades.

...