Estructura atómica

1. Antecedentes (Teoría atómica de Dalton)

En 1803 John Dalton expone su Teoría Atómica que se basa en los siguientes puntos:

  • Los elementos químicos están formados por partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas átomos.
  • Los átomos de un mismo elemento químico son iguales entre sí.
  • Los átomos de diferentes elementos químicos son distintos entre sí.
  • Es imposible crear o destruir átomos.
  • Los átomos pueden combinarse entre sí dando lugar a los llamados "átomos compuestos".
  • Este concepto de "átomo compuesto" sirvió para que Amadeo Avogadro presentase el concepto de molécula, entendiendo que las moléculas de un determinado compuesto o elemento químico son iguales entre sí, por lo tanto tienen la misma masa, volumen, etc...
  • Hoy día, se define átomo como la partícula material más pequeña que sirve para identificar un elemento químico.
  • Los átomos se pueden unir para formar moléculas de elementos o de compuestos. En los elementos, las moléculas están formadas por átomos iguales; y en los compuestos químicos, las moléculas están formadas por átomos de distintos elementos.

Por ejemplo:

  • Molécula de un elemento químico: Cloro+Cloro formada por 2 átomos de cloro.
  • Molécula de un compuesto químico:Cloro+Sodio formada por 1 átomo de cloro y uno de sodio.

Así podemos entender a las moléculas como el resultado de una asociación de átomos.

 

2. Estructura atómica

Investigaciones posteriores demostraron que existían partículas más pequeñas en el interior de los átomos:

2.1 Electrones:

Partículas subatómicas de carga eléctrica negativa y masa despreciable (e-).

Es la primera partícula subatómica que se detecta.

El físico J. J. Thomson en 1897, al someter a un gas a baja presión a un voltaje elevado, observó que éste emitía unas radiaciones que se conocieron como rayos catódicos. Al estudiar las partículas que formaban estos rayos se vio que eran las mismas siempre, cualquiera que fuese el gas del interior del tubo.

Se observó que los rayos catódicos eran partículas negativas (se desviaban hacia el polo positivo de un campo eléctrico) con gran energía cinética.

Por tanto, en el interior de todos los átomos existían una o más partículas con carga negativa llamadas electrones.

catodicos


 

2.2 Protones:

Partículas subatómicas de carga eléctrica positiva y masa 1800 veces superior a la del electrón (p+).

El físico alemán E. Goldstein realizó algunos experimentos con un tubo de rayos catódicos con el cátodo perforado. Observó unos rayos que atravesaban al cátodo en sentido contrario a los rayos catódicos. Recibieron el nombre de rayos canales.

El estudio de estos rayos determinó que estaban formados por partículas de carga positiva y que tenían una masa distinta según cual fuera el gas que estuviera encerrado en el tubo.

Al experimentar con hidrógeno se consiguió aislar la partícula elemental positiva o protón, cuya carga es la misma que la del electrón pero positiva, y su masa es 1837 veces mayor.

protón


 

2.3 Neutrones:

Partículas subatómicas de carga eléctrica nula y masa parecida a la del protón (n).

Mediante diversos experimentos se comprobó que la masa de protones y electrones no coincidía con la masa total del átomo; por tanto, el físico E. Rutherford supuso que tenía que haber otro tipo de partícula subatómica en el interior de los átomos. Estas partículas se descubrieron en 1932 por el físico J. Chadwick. Al no tener carga eléctrica recibieron el nombre de neutrones. El hecho de no tener carga eléctrica hizo muy difícil su descubrimiento. Los neutrones son partículas sin carga y de masa algo mayor que la masa de un protón.

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