Estructura del Átomo
Partículas Subatómicas
Electrón: Posee la carga eléctrica más pequeña posible, con carga negativa. Puede intercambiarse entre átomos sin cambiar su naturaleza. Un átomo que gana electrones se convierte en un ion negativo (anión), mientras que uno que cede electrones se convierte en un ion positivo (catión).
Protón: Partícula subatómica con carga positiva presente en el átomo. Su carga es igual en magnitud a la del electrón, pero con signo contrario. No se intercambia entre átomos.
Neutrón: Tercera partícula subatómica con masa similar al protón, pero sin carga eléctrica. Los átomos son neutros porque tienen el mismo número de cargas positivas (protones) que de cargas negativas (electrones).
Números Atómicos y Másicos
Número Atómico (Z): Representa el número de protones en un átomo. Es característico de cada elemento químico.
Número Másico (A): Representa la suma del número de protones y el número de neutrones.
Isótopos
Los átomos de un mismo elemento químico (mismo Z) pueden tener diferente número másico (número de neutrones). Estos átomos se denominan isótopos.
Modelos Atómicos
Modelo de Thomson
J.J. Thomson, al estudiar la naturaleza de los rayos catódicos, descubrió el electrón. Explicó la formación de iones como la ganancia o pérdida de electrones por parte de un átomo, rompiendo su neutralidad eléctrica.
Su modelo describía el átomo como una esfera maciza con carga positiva, donde los electrones estaban incrustados en número suficiente para mantener la neutralidad.
Modelo de Rutherford
Ernest Rutherford, en 1909/1911, bombardeó una lámina de oro con partículas alfa. Observó que algunas partículas se desviaban y otras rebotaban, lo que indicaba que la carga positiva no estaba uniformemente distribuida, sino concentrada en un pequeño núcleo.
Su modelo describía el átomo con un núcleo central con carga positiva y la mayoría de la masa, rodeado por electrones en órbita.
Modelo de Bohr
Niels Bohr introdujo el concepto de niveles de energía cuantizados en el átomo. Explicó los espectros atómicos, donde cada línea corresponde a una frecuencia específica de energía emitida o absorbida por el átomo.
Su modelo describía el átomo con electrones girando alrededor del núcleo en órbitas estacionarias, con niveles de energía específicos.
Modelo Atómico Actual (Modelo Cuántico)
Desarrollado por Erwin Schrödinger y Werner Heisenberg, este modelo postula que cada nivel de energía puede tener subniveles (s, p, d, f) y describe los orbitales atómicos como zonas de probabilidad donde es más probable encontrar un electrón.
Orbital: Zona del espacio donde la probabilidad de encontrar un electrón es superior al 90%. Cada orbital puede contener un máximo de 2 electrones.
Tipos de Orbitales:
- 1 orbital s
- 3 orbitales p
- 5 orbitales d
- 7 orbitales f
Configuración Electrónica
Describe la distribución de los electrones en los diferentes orbitales y niveles de energía de un átomo.
Reglas para escribir la configuración electrónica:
- El número de electrones en un átomo neutro es igual al valor de Z.
- Los electrones ocupan los orbitales de menor a mayor energía.
- Se utiliza el número del nivel y la letra del subnivel para identificar cada orbital, y un superíndice para indicar el número de electrones en ese subnivel.