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Historia: modelos atómicos
Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la
materia.
Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito consideró que la
materia estaba constituida por pequeñísimas partículas que no podían ser
divididas en otras más pequeñas. Por ello, llamó a estas partículas átomos, que en
griego quiere decir "indivisible". Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades
de ser eternos, inmutables e indivisibles.
Sin embargo las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por los
filósofos de su época y hubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la
idea de los átomos fuera tomada de nuevo en consideración.
Año
Científico
Descubrimientos Experimentales
Durante el S. XVIII y principios del XIX
algunos científicos habían investigado
distintos aspectos de las reacciones
químicas, obteniendo las llamadas leyes
clásicas de la Química.
Jhon
Dalton
2. Hay distintas clases de átomos que se distinguen por
su masa y sus propiedades. Todos los átomos de un
elemento poseen las mismas propiedades químicas.
Los átomos de elementos distintos tienen propiedades
diferentes.
4. En las reacciones químicas, los átomos se
intercambian de una a otra sustancia, pero ningún
átomo de un elemento desaparece ni se transforma en
un átomo de otro elemento.
Demostró que dentro de los átomos hay
unas partículas diminutas, con carga
eléctrica negativa, a las que se llamó
electrones.
J.J.
Thompson
1. La materia está formada por minúsculas partículas
indivisibles llamadas átomos.
3. Los compuestos se forman al combinarse los
átomos de dos o más elementos en proporciones fijas y
sencillas. De modo que en un compuesto los de átomos
de cada tipo están en una relación de números enteros
o fracciones sencillas.
1808
1897
Modelo atómico
La identificación por J.J. Thomson de unas partículas
subatómicas cargadas negativamente, los electrones,
a través del estudio de los rayos catódicos, y su
posterior caracterización, le llevaron a proponer un
modelo de átomo que explicara dichos resultados
experimentales. Se trata del modelo conocido
informalmente como el pudín de ciruelas, según el
cual los electrones eran como 'ciruelas' negativas
incrustadas en un 'pudín' de materia positiva.
Año
Científico
Descubrimientos Experimentales
Modelo atómico
Demostró que los átomos no eran macizos,
como se creía, sino que están vacíos en su
mayor parte y en su centro hay un diminuto
núcleo.
Dedujo que el átomo debía estar formado por una
corteza con los electrones girando alrededor de un
núcleo central cargado positivamente.
Espectros atómicos discontinuos originados por
la radiación emitida por los átomos excitados de
los elementos en estado gaseoso.
Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los
electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles
bien definidos.
1911
E.
Rutherford
1913
Niels Bohr
Actividad. Relaciona las siguientes conclusiones experimentales con el modelo
atómico a que dieron lugar:
1. El átomo no es indivisible ya que al aplicar un fuerte voltaje a los átomos de un
elemento en estado gaseoso, éstos emiten partículas con carga negativa:
2. Al reaccionar 2 elementos químicos para formar un compuesto lo hacen
siempre en la misma proporción de masas:
3. Los átomos de los elementos en estado gaseoso producen, al ser excitados,
espectros discontinuos característicos que deben reflejar su estructura electrónica:
4. Al bombardear los átomos de una lámina delgada con partículas cargadas
positivamente, algunas rebotan en un pequeño núcleo situado en el centro del
átomo:
Dalton
Borh
Rutherford
Thompson
Estructura del átomo
En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.
-El núcleo es la parte central del átomo y contiene
partículas con carga positiva, los protones, y partículas que
no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los
neutrones. La masa de un protón es aproximadamente
igual a la de un neutrón.
Todos los átomos de un elemento químico tienen en el
núcleo el mismo número de protones. Este número, que
caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es
el número atómico y se representa con la letra Z.
-- La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se
encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos,
ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo.
La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la
de un protón.
-Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que
tienen igual número de protones que de electrones. Así, el
número atómico también coincide con el número de
electrones.
Construye átomos
Isótopos
La suma del número de protones y el número de neutrones de un átomo recibe el
nombre de número másico y se representa con la letra A. Aunque todos los átomos
de un mismo elemento se caracterizan por tener el mismo número atómico, pueden
tener distinto número de neutrones.
Llamamos isótopos a las formas atómicas de un mismo elemento que se diferencian
en su número másico.
Para representar un isótopo, hay que indicar el número másico (A) propio del isótopo y el número
atómico (Z), colocados como índice y subíndice, respectivamente, a la izquierda del símbolo del
elemento.
1. Los átomos de un mismo elemento químico tienen todos en su núcleo el mismo número de:
2. Un átomo tiene 12 protones, 13 neutrones y 12 electrones. ¿Cuál es su número atómico?
1. 12
2. 13
3. 24
4. 25
3. Los isótopos oxígeno-16, oxígeno-17 y oxígeno-18, se diferencian en:
1. El número de protones
2. El número atómico
3. El número de neutrones
4. El número de electrones
4. Un átomo de volframio (W) tiene 74 protones y 108 neutrones. ¿Cuál es su representación adecuada?
5. Señala las afirmaciones correctas:
1. El número másico de un átomo es la suma del número de protones, neutrones y electrones
2. Todos los átomos de un mismo elemento químico tienen el mismo número de neutrones
3. Los isótopos de un elemento químico tienen el mismo número atómico
4. Los isótopos de un elemento químico tienen el mismo número másico
5. Los isótopos de un elemento químico tienen distinto número de neutrones
Construir átomos
Corteza atómica: Estructura electrónica
Las propiedades de los elementos dependen, sobre todo, de cómo se distribuyen sus electrones en la
corteza. El siguiente modelo interactivo te permite conocer la estructura electrónica de los
elementos de la tabla periódica:
La configuración electrónica en la corteza de un átomo es la distribución de sus
electrones en los distintos niveles y orbitales. Los electrones se van situando en
los diferentes niveles y subniveles por orden de energía creciente hasta
completarlos. Es importante saber cuantos electrones existen en el nivel más
externo de un átomo pues son los que intervienen en los enlaces con otros átomos
para formar compuestos.
La distribución de orbitales y número de electrones posibles en los 4 primeros niveles se resume en la siguiente tabla:
Niveles de energía
1
2
3
4
Subniveles
s
sp
spd
spdf
Número de orbitales de cada tipo
1
13
135
1357
Denominación de los orbitales
1s
2s 2p
3s 3p 3d
4s 4p 4d 4f
Número máximo de electrones en los orbitales
2
2-6
2 - 6 - 10
2- 6- 10- 14
Número máximo de electrones por nivel
2
8
18
32
Actividades: Utiliza el modelo interactivo y responde
1. ¿Cuántos electrones poseen los átomos de argón (Ar), de número atómico 18, en su capa o nivel de energía más externo?:
1. 2 electrones
2. 6 electrones
3. 8 electrones
4. 18 electrones
2. ¿Cuál de las siguientes configuraciones electrónicas corresponde al átomo de cobre (Cu), de número atómico 29? (En la notación se indican los niveles por
números colocados como coeficientes y los índices de las letras indican el número de electrones en ese subnivel):
1. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4p1
2. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2
3. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1
4. 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s10 4p2
3. ¿Qué electrones de la corteza de átomo de bromo (Br) influyen más notablemente en sus propiedades químicas?, número atómico 35:
1. Los del nivel 2
2. Los del subnivel 3d
3. Los del orbital 1s
4. Los del nivel 4
4. ¿Qué tienen en común las configuraciones electrónicas de los átomos de Li, Na, K y Rb?:
1. Que poseen un solo electrón en su capa o nivel más externo
2. Que poseen el mismo número de capas o niveles ocupados por electrones
3. Que tienen completo el subnivel s más externo
4. Sus configuraciones electrónicas son muy diferentes y no tienen nada en común
5. ¿Qué tienen en común las configuraciones electrónicas de los átomos de Ca, Cr, Fe, Cu y Zn? Señala las afirmaciones correctas:
1. Todos tienen el mismo número de capas o niveles ocupados por electrones
2. Tienen el mismo número de orbitales ocupados por electrones
3. Todos tienen el mismo número de electrones en su nivel más externo
4. Tienen pocos electrones en su nivel más externo