- Átomo
- Interacciones
eléctricas entre protones y
electrones - Nube
electrónica - Historia de la
teoría atómica - Evolución
del modelo atómico - Isótopos e
isóbaros
Átomo
En química
y física,
átomo
(del latín atomum, y éste del griego 
, sin partes): es la unidad
más pequeña de un elemento químico que
mantiene su identidad o
sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos
químicos.
El concepto de
átomo como bloque básico e indivisible que compone
la materia del
universo fue
postulado por la escuela atomista
en la Antigua Grecia. Sin
embargo, su existencia no quedó demostrada hasta el siglo
XIX. Con el desarrollo de
la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el
átomo puede subdividirse en partículas
pequeñas.
Representación de un átomo
de helio.
Estructura atómica
La teoría
aceptada hoy es que el átomo se compone de un
núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones,
en conjunto conocidos como nucleones, alrededor del cual se
encuentra una nube de electrones de carga negativa.
El núcleo
atómico
El núcleo del átomo se encuentra formado
por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases:
Protones: Partícula de carga eléctrica
positiva igual a una carga elemental, y 1,67262 Ã-
10–27 kg y una masa 1837 veces mayor que la del
electrón.Neutrones: Partículas carentes de carga
eléctrica y una masa un poco mayor que la del
protón (1,67493 Ã- 10–27 kg).
El núcleo más sencillo es el del hidrógeno, formado únicamente por un
protón. El núcleo del siguiente elemento en la
tabla
periódica, el helio, se encuentra formado por dos
protones y dos neutrones. La cantidad de protones contenidos en
el núcleo del átomo se conoce como número
atómico, el cual se representa por la letra Z y se escribe
en la parte inferior izquierda del símbolo químico.
Es el que distingue a un elemento químico de otro.
Según lo descrito anteriormente, el número
atómico del hidrógeno es 1 (1H), y el del helio, 2
(2He).
La cantidad total de nucleones que contiene un
átomo se conoce como número másico,
representado por la letra A y escrito en la parte superior
izquierda del símbolo químico. Para los ejemplos
dados anteriormente, el número másico del
hidrógeno es 1(1H), y el del helio, 4(4He).
Existen también átomos que tienen el mismo
número atómico, pero diferente número
másico, los cuales se conocen como isótopos. Por
ejemplo, existen tres isótopos naturales del
hidrógeno, el protio (1H), el deuterio (2H) y el tritio
(3H). Todos poseen las mismas propiedades químicas del
hidrógeno, y pueden ser diferenciados únicamente
por ciertas propiedades físicas.
Otros términos menos utilizados relacionados con
la estructura
nuclear son los isótonos, que son átomos con el
mismo número de neutrones. Los isóbaros son
átomos que tienen el mismo número
másico.
Debido a que los protones tienen cargas positivas se
deberían repeler entre sí, sin embargo, el
núcleo del átomo mantiene su cohesión debido
a la existencia de otra fuerza de
mayor magnitud, aunque de menor alcance conocida como la interacción nuclear fuerte.
Interacciones
eléctricas entre protones y electrones
Antes del experimento de Rutherford la comunidad
científica aceptaba el modelo
atómico de Thomson, situación que varió
después de la experiencia de Rutherford. Los modelos
posteriores se basan en una estructura de los átomos con
una masa central cargada positívamente rodeada de una nube
de carga negativa.
Este tipo de estructura del átomo llevó a
Rutherford a proponer su modelo en que los electrones se
moverían alrededor del núcleo en órbitas.
Este modelo tiene una dificultad proveniente del hecho de que una
partícula cargada acelerada, como sería necesario
para mantenerse en órbita, radiaría radiación
electromagnética, perdiendo energía. Las
leyes de
Newton, junto con las ecuaciones de
Maxwell del electromagnetismo aplicadas al átomo de
Rutherford llevan a que en un tiempo del
orden de 10-10 s, toda la energía del átomo se
habría radiado, con la consiguiente caída de los
electrones sobre el núcleo.
Nube
electrónica
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