Atomos
- 1. ATOMOS Un átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia ordinaria que tiene las propiedades de un elemento químico.1 Cada sólido, líquido, gas y plasma se compone de átomos neutros o ionizados. Los átomos son muy pequeños; los tamaños típicos son alrededor de 100 pm (diez mil millonésima parte de un metro).2 No obstante, los átomos no tienen límites bien definidos y hay diferentes formas de definir su tamaño que dan valores diferentes pero cercanos. Los átomos son lo suficientemente pequeños para que la física clásica dé resultados notablemente incorrectos. A través del desarrollo de la física, los modelos atómicos han incorporado principios cuánticos para explicar y predecir mejor su comportamiento. Cada átomo se compone de un núcleo y uno o más electrones unidos al núcleo. El núcleo está compuesto de uno o más protones y típicamente un número similar de neutrones (ninguno en el hidrógeno-1). Los protones y los neutrones son llamados nucleones. Más del 99,94 % de la masa del átomo está en el núcleo. Los protones tienen una carga eléctrica positiva, los electrones tienen una carga eléctrica negativa y los neutrones no tienen carga eléctrica. Si el número de protones y electrones son iguales, ese átomo es eléctricamente neutro. Si un átomo tiene más o menos electrones que protones, entonces tiene una carga global negativa o positiva, respectivamente, y se denomina ion. Los electrones de un átomo son atraídos por los protones en un núcleo atómico por esta fuerza electromagnética. Los protones y los neutrones en el núcleo son atraídos el uno al otro por una fuerza diferente, la fuerza nuclear, que es generalmente más fuerte que la fuerza electromagnética que repele los protones cargados positivamente entre sí. Bajo ciertas circunstancias, la fuerza electromagnética repelente se vuelve más fuerte que la fuerza nuclear y los nucleones pueden ser expulsados del núcleo, dejando tras de sí un elemento diferente: desintegración nuclear que resulta en transmutación nuclear. El número de protones en el núcleo define a qué elemento químico pertenece el átomo: por ejemplo, todos los átomos de cobre contienen 29 protones. El número de neutrones define el isótopo del elemento.3 El número de electrones influye en las propiedades magnéticas de un átomo. Los átomos pueden unirse a otro u otros átomos por enlaces químicos para formar compuestos químicos tales como moléculas. La capacidad de los átomos de asociarse y disociarse es responsable de la mayor parte de los cambios físicos observados en la naturaleza y es el tema de la disciplina de la química. No toda la materia del universo está compuesta de átomos. La materia oscura constituye más del universo que la materia y no se compone de átomos, sino de partículas de un tipo actualmente desconocido. Hay diferentes tipos de átomos: Modelo atómico de Jon Dalton: este fue formulado en el año 1808 por John Dalton y fue el primer modelo con soporte científico. Dalton consideraba a los átomos indivisibles e indestructibles, siendo estos los elementos componentes de la materia. Además de esto, consideraba que los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, teniendo cualidades y peso propio, diferentes al de otros elementos. Por otro lado, afirmó que los átomos de distintos elementos pueden combinarse entre sí y formar diversos compuestos. Dalton describió a los átomos como minúsculas partículas con forma esférica, inmutables e indivisibles.
- 2. Modelo atómico de Thomson: formulado en 1904 por Joseph Thomson, quien descubrió a los electrones. Este modelo describe a los átomos como esferas de materia con carga positiva la cual contiene electrones incrustados en su interior. Modelo atómico de Rutherford: Ernest Rutherford rebatió el modelo anterior ya que fue quien demostró que los átomos, a diferencia de lo que se creía, poseen partes vacías y un núcleo en su centro. El modelo atómico que diseño en el año 1911 representaba a los átomos compuestos por una corteza de electrones que giraban alrededor del núcleo, el cual posee carga positiva y la mayor parte de la materia. Modelo atómico de Bohr: este modelo, creado por Niels Bohr en 1913, buscó demostrar cómo los electrones tienen órbitas estables ubicadas alrededor del núcleo. Además de esto, muestra porqué los átomos presentan espectros con emisiones características. Este modelo incluye ideas del efecto fotoeléctrico, estudiado por Albert Einstein.
- 3. Modelo atómico de Sommerfeld: este modelo fue diseñado en 1916 por Arnold Sommerfeld, quien se basó en el diseñado por Bohr pero corrigiéndole dos errores. Lo que introdujo fue la idea de órbitas elípticas y no circulares como las de Bohr y una velocidad relativista. Lo que postuló fue que el núcleo no permanece quieto sino que junto con el electrón se mueven alrededor del centro de masas propias del sistema.