HISTORIA DE LOS MODELOS ATÓMICOS: el hombre consideró al átomo como una partícula componente de la materia, que no podía ser vista ni separada, pero fue considerado para explicar las diferencias de los fenómenos que se conocían. A principios del XIX, Dalton, concibió al átomo como una masa propia de cada elemento, combinable con otras bajo las leyes de proporciones definidas y múltiples.
Ideas propuestas por Dalton:
· Los elementos están hechos de partículas diminutas (átomos)
· Todos los átomos de un elemento son idénticos
· Los átomos no se pueden dividir ni crear en partículas más pequeñas y tampoco se destruyen en el proceso químico
· Los átomos de un elemento se combinan con los átomos de otros para formar COMPUESTOS Químicos
· Los átomos de los elementos diferentes se pueden distinguir unos de otros por sus pesos atómicos
En 1800, ALESSANDRO VOLTA, construyo la PILA, desconociendo las reacciones químicas que se daban pero reconociendo el fenómeno de la electricidad. En 1833, FARADAY establecíó las relaciones cuantitativas entre la cantidad de electricidad y la sustancia metálica depositada en el cátodo o el gas desprendido en el ánodo dentro de una celda electrolítica.
DESCUBRIMIENTO DE LAS PARTÍCULAS SUBATÓMICAS: En 1847, WILLIAM CROOKES descubríó la radiación luminosa producida en un tubo de vidrio que conténía gas a baja presión, después de una descarga de alto voltaje. A partí de aquí, surgieron los descubrimientos:
· RAYOS CATÓDICOS: radiación dada en el cátodo, después de aplicar una descarga de alto voltaje. Viaja en línea recta hasta el ánodo, es altamente energética, produce efectos mecánicos y se desvían hacia la placa positiva de un campo eléctrico (demostrando carga negativa). Las partículas de esta se originan en cualquier gas, ya que son componentes atómicos llamados ELECTRONES.
· RAYOS CANALES: luminosidad que viaja en línea recta hacia el cátodo. Se desvían a la placa NEGATIVA del campo eléctrico (ya que son positivos). Su tamaño es mayor que el haz de rayos catódicos. Se originan cuando el átomo pierde electrones para dirigirse al ánodo. Las partículas producidas en el gas hidrógeno recibieron el nombre de PROTONES.
· RAYOS X: descubiertos por ROETGEN en 1895, producidos de forma simultánea con los rayos anteriores. Esta radiación impresiona una placa fotográfica atravesando una cartulina negra, viaja en línea recta y puede ionizar los gases. Son NEUTROS desde el punto de vista eléctrico, ya que permanece inalterable frente a un campo de naturaleza eléctrica.
· RADIOACTIVIDAD: es de alto contenido energético, capaz de ionizar un gas, impresionar placas fotográficas, producir destellos de luz en compuestos como sulfuros de Zinc (ZnS).
Al ser sometidos a la acción de un campo magnético, se distinguen TRES tipos de partículas: positivas, negativas y neutras.
El ELECTRÓN es una partícula encontrada en los elementos químicos, que su salida implica un contenido energético grande, con carga NEGATIVA. Thomson logró descubrir una carácterística cuantitativa del mismo: la carga especifica (la carga de una unidad de masa (e/m), es de 1,76×108 Coul/g.
En 1909, A. MILLIKAN ideó un aparato para la determinación de la carga. Es un envase de vidrio con dos anillos metálicos horizontales, que sirven de electrodo para generar un campo magnético entre ellos. En la parte superior se encuentra un gotero con aceite y en el orificio, una malla que se encarga de dividir las gotas en otras más pequeñas. Con el frotamiento se cargan eléctricamente. La observación de la caída de las gotas se hace con un lente colocado en la zona intermedia de los anillos. Mientras no se conecte el campo magnético, las gotas caerán gobernadas por la fuerza de gravedad. Al generar el campo, las partículas que se encuentren cargadas NEGATIVAMENTE se sienten atraídas a la placa positiva y esta fuerza con sentido OPUESTO a la fuerza de gravedad, frena la caída de la gota, permaneciendo suspendida en el aire.
MODELOS ATÓMICOS:
· Thomson: ideó un modelo parecido a un pastel de frutas, para así explicar la formación de IONES (positivos y negativos) y la presencia de los electrones en una estructura atómica. Una nube positiva que conténía ELECTRONES suspendidos en ella. El número de cargas negativas era el adecuado para neutralizar las cargas positivas. En el caso de que el ÁTOMO perdiera un electrón, la estructura sería positiva, y si ganaba, la carga final seria negativa. De esta forma explicó la formación de iones pues dejó sin explicación la existencia de radiaciones.
· Rutherford: dejó al descubierto el NÚCLEO ATÓMICO. Hicieron un experimento donde bombardeaban láminas muy finas de elementos metálicos con partículas radioactivas X (alfa) con el objetivo de ver la dirección que formaban al chocar con el material. Observaron que la mayoría de las partículas atravesaban la lámina sin sufrir alteración en velocidad o dirección, como si no chocaran, otras se desviaron fuertemente en su paso por la lámina y unas pocas rebotaban como si se encontrara una masa solida impenetrable.
La cercanía del núcleo positivo ejerce repulsión sobre la partícula a, también positiva y se desvía. Otras pasan sin desviarse por el vacío. Los resultados del experimento concluyeron que la MASA ATÓMICA se encuentra centrada en el núcleo que tiene carga positiva para originar la repulsión. Por esto, se observa la presencia del núcleo atómico en el centro del átomo y que contiene toda la masa y protones. El resto del átomo debe estar vacío con electrones formando una corona alrededor del núcleo. Según Rutherford, el átomo es estable debido a que los electrones mantienen un giro alrededor del núcleo que genera una fuerza centrifuga que es igualada por la fuerza eléctrica de atracción ejercida por el núcleo permitiendo su órbita.
· BOHR: en 1913, NIELS BOHR encontró el común denominador entre la luz y el átomo. Admite la presencia de un núcleo positivo que contiene toda la masa del átomo y se encuentran los protones y neutrones. Los electrones se mueven alrededor del núcleo en determinados niveles de energía que llamo ESTADOS ESTACIONARIOS y les asignó un número. Siempre que el electrón se mantenga en órbita, no pierde ni gana energía. Si un electrón salta de una órbita, capta o libera energía en forma de fotones.
· ACTUAL: contiene aspectos básicos como:
* La presencia del núcleo atómico con partículas subatómicas y casi la totalidad de la masa del átomo en el núcleo
* Los niveles de energía en los cuales se distribuyen los electrones de acuerdo a su contenido energético
* La dualidad de la materia (partícula-onda)
* La probabilidad en lugar de certeza, en cuanto a posición, energía y movimiento de un electrón
ERWIN SCHRÖDINGER ideó el modelo “Ecuación de la onda”: una formula matemática que considera los aspectos anteriores. Aunque no se conoce la posición de un electrón (Principio de Incertidumbre de Heisenberg) se define la regíón en la que puede encontrarse en un momento dado cada solución de la ecuación de Schrödinger describe un posible estado del electrón y la distribución de densidad electrónica alrededor del núcleo. Este concepto de densidad electrónica da la posibilidad de encontrar un electrón en cierta regíón del átomo (orbital atómico).
NÚMEROS CUÁNTICOS:
· Principal N: distancia / posición u orientación que pueden asumir los orbitales
· Secundario I: forma que tiene el espacio donde se encuentra el electrón
· Magnético M: posición
· Spin S: giro sobre el mismo
· “N”: tiene que ver con la distancia media desde el electrón hasta el núcleo y por lo tanto representa el tamaño de la nube electrónica
· “L”: determina la forma de la nube electrónica u orbital alrededor del núcleo. Normalmente se designan S, P, D y F. Tiene valores enteros desde 0 hasta n-1.
DISTRIBUCIÓN ELECTRÓNICA: si se desea conocer el número de CAPAS y ORBITALES que contiene un ÁTOMO se distribuyen el número de electrón
es que contiene de acuerdo al diagrama. La cantidad de electrones indica el número atómico.