Modelos Atómicos
En 1897, Joseph John Thomson demostró que los rayos catódicos estaban formados por partículas de carga eléctrica negativa, los electrones. Determinó el cociente entre la carga y la masa de estas partículas.
Modelo de Thomson (1910)
Thomson propuso un modelo atómico según el cual:
- El átomo es una esfera maciza de carga eléctrica positiva.
- Los electrones están incrustados en esta esfera en un número suficiente como para neutralizar la carga positiva.
Aciertos y Objeciones al Modelo de Rutherford
A veces se denomina modelo planetario, comparándolo a un sistema solar en miniatura con el núcleo en el centro y los electrones girando a su alrededor. Los cálculos sobre el tamaño de los átomos y de sus núcleos son correctos con este modelo.
La principal objeción al modelo es que incumple las leyes de la Física clásica: un electrón orbitando alrededor del núcleo debería emitir energía en forma de ondas electromagnéticas, perdiendo energía cinética. La caída sería gradual y el electrón describiría una trayectoria espiral con final en el núcleo.
Conceptos Fundamentales
- Número atómico: Es el número de protones en el núcleo. En un átomo neutro, el número de electrones de la corteza es igual al número atómico.
- Número másico: Es el número de protones más el número de neutrones en el núcleo.
- Isótopos: Son átomos con igual número atómico y distinto número másico.
- Isóbaros: Son átomos que tienen igual número másico y distinto número atómico.
- Isoelectrónicos: Son átomos o iones monoatómicos que tienen el mismo número de electrones.
Ondas Electromagnéticas
La luz visible es una radiación electromagnética. Las ondas electromagnéticas consisten en un campo eléctrico y otro magnético. Ejemplos de estas ondas son las radiaciones ultravioletas, los rayos X, las ondas de radio y televisión, y las microondas.
- Longitud de onda (λ): Es la distancia entre un punto por el que pasa una onda y el punto inmediatamente siguiente que está en la misma fase.
- Frecuencia (ν): Es el número de veces que la onda vibra en un segundo. Se mide en hercios (Hz) en el Sistema Internacional (SI).
- Período (T): Es el tiempo que tarda en realizarse una vibración. Se mide en segundos en el SI.
- Velocidad de la luz (c): En unidades del SI, su valor es 2,997925 x 108 m/s. Se cumple que: c = λν = λ/T
Teoría Cuántica de Planck
Max Planck planteó que los átomos del material emisor de luz no varían su energía de cualquier manera, sino que la energía se emite en cuantos discretos:
E = hν
Postulados de Bohr
- Primer postulado: Los electrones giran en órbitas circulares sin emitir energía.
- Segundo postulado: Los electrones solo pueden girar en órbitas en las que se cumple: [Falta completar la ecuación en el texto original].
- Tercer postulado: La diferencia de energía entre dos órbitas se emite en forma de radiación electromagnética: ΔE = Ej – Ei = hν
Electronegatividad
La electronegatividad es una valoración del poder de un átomo para atraer hacia sí los electrones que forman parte de un enlace con otros átomos. Se asigna un valor de 4,0 al flúor (F), el elemento con mayor «avidez» por los electrones, y un valor de 0,7 al francio.
Si la diferencia de electronegatividades entre dos átomos es elevada, formarán un enlace iónico; si no lo es tanto, el enlace será covalente.
Volumen de un átomo = Masa de un mol de átomos / Densidad
Dentro de un período, el radio y el volumen atómico disminuyen de izquierda a derecha, contrariamente a lo que sería esperable, pues el número atómico crece hacia la derecha.
Tipos de Sustancias
- Moléculas: Misma composición y átomos unidos siempre de la misma manera.
- Redes atómicas: Número muy grande e indefinido de átomos. Este número de átomos es variable. Sus átomos pueden dar lugar a un cristal, si se ordenan de modo regular, o a un sólido amorfo, si no presentan este orden interno.
- Redes moleculares.
Estructuras de Lewis y Enlaces Químicos
Lewis propuso representar los electrones del último nivel electrónico (electrones de valencia) mediante las conocidas como estructuras de Lewis.
Enlace Iónico
- Se forma entre dos átomos que se han convertido en iones para alcanzar la configuración estable de gas noble.
- Uno de ellos pierde electrones y se convierte en un catión, mientras que el otro gana electrones y se convierte en un anión.
- Los iones formados quedan unidos por atracción electrostática, al ser de distinto signo.
La energía reticular es la energía desprendida en la formación del retículo cristalino, por acercamiento de los iones hasta la distancia en que la atracción se iguala con la repulsión entre sus núcleos.
Enlace Covalente
Dos átomos forman un enlace covalente si comparten un par de electrones.