Teoría Atómica de los Griegos

Teoría Atomista

El filósofo griego Demócrito, en el siglo V a.C., pensaba que la materia estaba formada por pequeñas partículas a las que llamó átomos.

Teoría Continuista

Aristóteles rechazó la teoría atomista y defendió que un cuerpo podía dividirse indefinidamente. Suponía que la materia estaba formada por la combinación de cuatro elementos: fuego, aire, tierra y agua. Las ideas de Aristóteles se tomaron como ciertas hasta finales del siglo XIII.

Teoría Atómica de Dalton

En 1808, John Dalton publicó su teoría atómica que retomaba las antiguas ideas de Demócrito:

1. La materia está formada por pequeñas partículas indivisibles e inalterables llamadas átomos.
2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí. Los átomos de elementos distintos tienen propiedades diferentes.
3. Los compuestos se forman al combinarse átomos de dos o más elementos en proporciones fijas.
4. En las reacciones químicas, los átomos se intercambian de una a otra sustancia, pero ningún átomo se crea ni se destruye.

Modelo Atómico de Thomson: Descubrimiento del Electrón

Al final del siglo XIX, los experimentos realizados sobre la conducción de la electricidad en los gases, dieron como resultado el descubrimiento de los rayos catódicos. J.J. Thomson demostró en 1897 que dichos rayos estaban formados por pequeñas partículas con masa y carga negativa, les llamaron electrones.

En 1904, Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones, más o menos como las uvas pasas en un pudín. Este modelo del pudín de pasas de Thomson era bastante razonable y fue aceptado durante varios años, ya que explicaba varios fenómenos:

• Los átomos son eléctricamente neutros.
• La electrización de la materia.
• La formación de iones.

Modelo Atómico de Rutherford

E. Rutherford, para explicar los resultados de su experiencia, propuso en 1911 el llamado modelo atómico nuclear:

• El átomo estaba formado por un núcleo y una corteza.
• El núcleo es la parte central, de tamaño muy pequeño, que contiene los protones y neutrones.
• La corteza es casi un espacio vacío, inmenso en relación con las dimensiones del núcleo. Los electrones giran alrededor del núcleo.
• La corteza tiene tantos electrones como protones hay en el núcleo, así el átomo es eléctricamente neutro.

En 1911, E. Rutherford bombardeó una lámina muy fina de oro con partículas alfa procedentes de un material radiactivo, a gran velocidad. El experimento permitió observar el siguiente comportamiento en las partículas alfa:

• La mayoría de ellas atravesaban la lámina sin desviarse.
• Algunas se desviaban ligeramente.
• Una de cada diez mil partículas rebotaban hacia atrás.

El comportamiento de las partículas no podía ser explicado con el modelo de Thomson, así que Rutherford lo abandonó y sugirió otro basado en el átomo nuclear.

Las Partículas Atómicas

Los átomos están formados por tres tipos de partículas:

• Electrones: carga eléctrica negativa.
• Protones: con carga eléctrica positiva y una masa mucho mayor que los electrones.
• Neutrones: sin carga eléctrica y con una masa similar a los protones.

Modelo Atómico de Bohr

El físico danés Niels Bohr realizó una serie de estudios de los que dedujo que para los electrones de la corteza no todas las órbitas son posibles, sino que solo pueden girar en ciertas órbitas de radios determinados. En el átomo, los electrones se organizan en capas o niveles de energía. La distribución de los electrones en las capas se denomina configuración electrónica y se realiza de la siguiente manera:

• En general, una capa puede contener un número máximo de electrones y comienza a llenarse cuando la capa anterior está llena o tiene ocho electrones.
• La primera capa puede contener como máximo 2 electrones.
• La segunda capa puede contener como máximo 8 electrones. Comienza a llenarse una vez que la primera ya está completa.
• La tercera capa puede contener como máximo 18 electrones. Comienza a llenarse una vez que la segunda capa ya está completa.

Modelo Atómico Actual

El átomo está formado por:

• Núcleo: protones y neutrones.
• Corteza: contiene los electrones (-).
• Los electrones no describen órbitas definidas alrededor del núcleo, sino que se encuentran distribuidos en unos orbitales, donde es probable encontrar el electrón.
• Los orbitales están agrupados en 7 niveles de energía. Así, el de nivel 1 es el de menor energía.

Identificación de los Átomos

Para representar un átomo se utiliza un símbolo y dos números:

• X: símbolo del elemento químico.
• Z: número atómico. Indica el número de protones del núcleo.
• A: número másico. Indica el número de protones más neutrones.

Un elemento, sus átomos tienen el mismo número atómico. N: número de neutrones. La masa de un átomo = A expresada en unidad de masa atómica (U).
A = Z + N

• Isótopos: son átomos del mismo elemento que tienen igual número atómico pero distinto número másico, se diferencian en el número de neutrones.
• Ion positivo o catión: es un átomo que ha perdido electrones y, por tanto, adquiere carga positiva.
• Ion negativo o anión: es un átomo que gana electrones y entonces adquiere carga negativa.

Radiactividad y Energía Nuclear

Radiactividad

Es la emisión de partículas y radiaciones por parte de algunos núcleos atómicos inestables. De esta forma los núcleos de algunos elementos se transforman en núcleos de átomos de otros elementos. Las partículas y radiaciones emitidas pueden ser de tres tipos:

• Rayos alfa: tienen dos protones y dos neutrones, tienen carga positiva.
• Rayos beta: son electrones procedentes del núcleo atómico.
• Rayos gamma: son radiaciones de alta energía y no tienen carga eléctrica.

Energía Nuclear

Es la que se origina en los procesos de fisión y fusión nuclear.

• Fisión nuclear: consiste en la fragmentación de un núcleo pesado en otros dos núcleos de átomos más pequeños y varios neutrones. En este proceso se desprende gran cantidad de energía.
• Fusión nuclear: consiste en la unión de varios núcleos ligeros para formar otros más pesados y estables, con gran desprendimiento de energía.