1. Concepto de átomo
Desde la antigüedad, los filósofos griegos intentaron explicar la naturaleza del universo. En el siglo V a.C., Demócrito propuso que la materia estaba formada por partículas indivisibles llamadas átomos. Un átomo es la partícula más pequeña que mantiene las propiedades de un elemento químico.
2. Estructura del átomo
Los modelos atómicos explican la estructura interna del átomo para comprender su comportamiento.
2.1 Teoría atómica de Dalton
En 1808, John Dalton retomó la idea de Demócrito y formuló su teoría:
• La materia está formada por átomos, partículas indivisibles y muy pequeñas.
• Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y propiedades.
• Los átomos de distintos elementos tienen diferentes masas y propiedades.
• Los compuestos químicos son combinaciones de átomos de diferentes elementos.
2.2 Estructura eléctrica de la materia
Desde la Antigüedad se conocen los fenómenos de electrización. En el siglo XIX se comprendió que la carga eléctrica puede ser positiva o negativa y que los átomos no son indivisibles, ya que contienen cargas en su interior.
2.3 Modelo de Thomson (pastel de pasas)
En 1896, J.J. Thomson realizó experimentos con tubos de descarga de gases y descubrió los electrones, partículas con carga negativa. Propuso un modelo en el que el átomo era una esfera cargada positivamente con electrones incrustados, manteniendo la neutralidad eléctrica.
2.4 Modelo de Rutherford
En 1911, Ernest Rutherford bombardeó una lámina de oro con partículas alfa y observó que la mayoría atravesaban la lámina sin desviarse. Concluyó que el átomo tiene:
• Núcleo: zona central con protones (carga positiva) muy juntos.
• Corteza: zona externa donde giran los electrones a gran distancia del núcleo.
En 1932 se descubrieron los neutrones, partículas sin carga que estabilizan el núcleo.
2.5 Modelo general del átomo
Los átomos tienen:
• Núcleo: pequeño, contiene protones (+) y neutrones (neutros).
• Corteza: donde giran los electrones (-).
La mayor parte de la masa del átomo está en el núcleo. Si el número de protones y electrones es igual, el átomo es neutro.
3. Identificación de los átomos
• Número atómico (Z): cantidad de protones en el núcleo.
• Número másico (A): suma de protones y neutrones (A = Z + N).
• En un átomo neutro, el número de protones es igual al de electrones.
4. Formación de iones
Un átomo se convierte en ion si gana o pierde electrones:
• Catión: carga positiva, perdió electrones.
• Anión: carga negativa, ganó electrones.
Los iones se representan con superíndices indicando su carga (ej. Na⁺, Cl⁻).
5. Concepto de isótopo
Los isótopos son átomos del mismo elemento con igual número de protones pero diferente número de neutrones.
6. Masa atómica
La masa atómica es la suma de las masas de protones, neutrones y electrones. Se mide en unidades de masa atómica (uma), basada en la masa del isótopo carbono-12. La masa de un elemento se calcula como la media ponderada de sus isótopos naturales.
7. Modelo atómico de Bohr
En 1913, Niels Bohr mejoró el modelo de Rutherford resolviendo dos problemas:
• Explicó la estabilidad del átomo.
• Explicó la emisión de luz por los elementos.
Bohr propuso que los electrones se mueven en órbitas fijas con niveles de energía. Si un electrón cambia de órbita, absorbe o emite energía en forma de luz.
Este modelo sentó las bases para el estudio moderno del átomo.