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Química General
Estructura del Átomo
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Contenido
1. Evolución del concepto de átomo
-
Antigua Grecia
Modelo atómico
Modelo atómico
Modelo atómico
Modelo atómico
de
de
de
de
Dalton
Thomson
Rutherford
Bohr
2. Características del átomo
3. Tipos de átomos
2
Evolución del Concepto de Átomo

Antigua Grecia
En el siglo V a.c., el
filósofo Demócrito
expresó la idea de
que toda la materia
estaba formada por
muchas partículas
pequeñas e
indivisibles que
llamó átomos.
La palabra átomo se deriva del griego άτομον que literalmente significa “sin
cortar”, es decir indivisible
3
…Evolución del Concepto de Átomo

Antigua Grecia…
Esta idea fue rechazada
por Aristóteles, Platón y
otros filósofos.
Empédocles, un
contemporáneo de
Demócrito, propuso que la
materia está formado por
4 elementos: Aire (gas),
Tierra (sólido), Agua
(líquido) y Fuego
(energía).
FUEGO
Calor
Seco
TIERRA
AIRE
Frio
Húmedo
AGUA
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Modelo atómico de John Dalton
John Dalton (1766-1844)
Nació en Eaglesfield,
Inglaterra.
A principios del siglo XIX,
en 1808, formuló su
modelo atómico
5
…Modelo atómico de Dalton



La materia se compone de
partículas muy pequeñas
llamadas átomos (idea tomada de
Demócrito)
Los átomos de un mismo elemento son
idénticos entre sí
Diferentes elementos están hechos de
diferentes átomos
6
…Modelo atómico de Dalton




Los compuestos se forman por la combinación de dos o
más átomos de diferentes elementos
Los átomos son indivisibles y conservan sus propiedades
(ley de la conservación de la materia de Lavoisier)
En cualquier reacción química, los átomos se combinan
en proporciones numéricas simples (ley de las
proporciones definidas de Proust)
Si dos elementos se combinan en más de un compuesto,
la masa de uno de los elementos que se combina con
una masa fija del otro mantiene una relación de
números enteros pequeños (ley de las proporciones
múltiples de Dalton)
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Modelo atómico
de J. J. Thomson
Joseph John Thomson (1856-1940)
Nació en Lancashire, Inglaterra
En 1897, aplicando su conocimiento
de rayos catódicos y su teoría
electromagnética, determinó la relación
carga eléctrica/masa del electrón como:
- 1.76 x 108 Coulombs/g
8
Mas tarde, en 1909, Robert A. Millikan,
aplicando los principios de la
electrostática, determinó que carga de
un electrón era:
- 1.6022 x 10-19 Coulombs
Por consiguiente, a partir de estos datos,
se calculò la masa de un electròn como:
- 1.6022 x 10-19 Coulombs
- 1.76 x 108 Coulombs/g
=
9.10 x 10-28
g
9
(*) W. Crookes descubrió los rayos catódicos (1879)
10
…Modelo atómico de Thomson

“El átomo está constituido de una esfera con
carga positiva uniforme dentro de la cual se
encuentran inmersos electrones, de tal forma
que el átomo es eléctricamente neutro”
Pudín de pasas
11
Modelo atómico de Ernest Rutherford
Ernest Rutherford (1871-1937)
Nació en Nueva Zelanda
A principios del siglo XX, 1911,
propone su modelo atómico
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13
14
…Modelo atómico de Rutherford



La carga positiva del átomo se coloca
en su centro
Asimismo, en el centro está la mayor
parte de la masa del átomo
De esta forma nace el concepto de
núcleo atómico
15
…Modelo atómico de Rutherford

Los electrones giran en órbitas alrededor
del núcleo del átomo, así como los
planetas giran alrededor del Sol
16
Modelo atómico de Niels Bohr
Niels Bohr (1885-1962)
Nació en Copenhage,
Dinamarca.
Su modelo atómico (1913),
basado en el descubrimiento de la naturaleza
de la luz y energía de la época, le hizo
merecedor del Premio Nobel de Física en 1922.
17
…Modelo atómico de Bohr




Las órbitas electrónicas son niveles con valores
enteros (n=1, n=2, n=3, etc.)
No puede haber niveles intermedios
Cuando un electrón “salta” de un nivel superior
a un nivel inferior, libera energía en forma de
fotones
Para que un electrón “salte” de un nivel inferior
a un nivel superior necesita absorber energía
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…Modelo atómico de Bohr
19
Posteriormente se descubrió nuevas
partículas en el núcleo:



Protón: partícula cargada positivamente (“rayos
canales”, 1886, Eugen Goldstein)
Neutrón: partícula sin carga (1932, James
Chadwick)
De esta forma se supo que el átomo está
constituido por un núcleo, en el cual hay
protones y neutrones; también está constituido
por electrones que giran alrededor del núcleo
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Estructura del Átomo
21
Características del átomo




El átomo se define como la unidad más pequeña de
un elemento y está formado por:
Electrones: partículas con carga -1 (negativa) y
masa de 9.1 ×10-31 kg, se encuentran alrededor del
núcleo
Protones: partículas con carga +1 (positiva) y masa
de 1.672 ×10-27 kg, se encuentran en el interior del
núcleo
Neutrones: partículas sin carga y masa de 1.674
×10-27 kg, se encuentran en el interior del núcleo
22
…Características del átomo




El número atómico (Z) es el número de
protones que hay en el átomo
El número de electrones en un átomo es
igual a su número de protones
El número de masa es la suma de los
protones y neutrones del núcleo de un
átomo
Estos tres números siempre son números
enteros
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…Características del átomo
Por ejemplo: el átomo del elemento helio (He) tiene dos
protones y dos neutrones en su núcleo, de esta
información se sabe que:



El número atómico del He es 2 (dos protones) Z = 2
El número de masa del He es 2 + 2 = 4 (protones +
neutrones)
El helio tiene dos electrones alrededor del núcleo
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…Características del átomo

Otro ejemplo:
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…Características del átomo

El número de protones de un átomo de
determinado elemento es siempre el
mismo, es decir, ES INVARIABLE. Por
ejemplo, todos los átomos de helio
tienen dos protones en su núcleo, todos
los átomos de carbono tienen seis
protones en su núcleo, etc.
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…Características del átomo



Sin embargo el número de neutrones SÍ PUEDE
VARIAR.
Por ejemplo, se dijo que todos los átomos de
carbono tienen seis (y nada más seis) protones
en su núcleo, Z = 6.
Sin embargo hay átomos de carbono que tienen
seis neutrones en su núcleo (carbono-12), hay
otros átomos de carbono que tienen siete
neutrones (carbono-13) y otros que tienen ocho
neutrones (carbono-14)
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Tipos de átomos

-
-
Isótopos:
Átomos de un mismo
elemento
Tienen = Z y ≠ A
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
-
Isóbaros:
Átomos de distintos elementos
Tienen = A y ≠ Z
29

-
Isótonos:
Átomos de distintos elementos
Tienen = n, ≠ Z y ≠ A
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Isoelectrónicos


Son átomos que tienen igual números
de electrones.
Ejemplo
10Ne;
+;
Na
11
2+; F- = 10 eMg
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