QUE ES UN MODELO ATMICO?

Cuando hablamos de modelo hablamos de una representacin o esquema de forma grfica que nos sirve como referencia paraentender algo de forma ms sencillay cuando hablamos de atmico hablamos de conceptos relacionadosconlostomos.

La materia est compuesta por estas partculas pequeas e indivisibles que llamamos tomosy esos tomos tienen un comportamiento determinado y unas propiedades determinadas.

Pues bien,un modelo atmico es una representacin grfica de la estructura que tienen los tomos. Un modelo atmico lo que representa es una explicacin o esquema decmo se comportan los tomos.

A lo largo de nuestra historia se han elaboradodiferentes modelos atmicosque tienen el nombre de su descubridor, veamos los ms importantes.

MODELOS ATMICOS HISTORIA Y EVOLUCIN

Modelo Atmico De Demcrito de Abdera

Estefue el primer modelo atmico que se invent por el filsofo griego Demcrito de Abdera que vivi entre los aos 460 al 370 a.c (antes de Cristo).

Demcrito fue el desarrollador de la Teora AtmicaDelUniverso. Demcrito fue el primer filsofo cientfico que afirm quelos tomos son eternos, inmutables e indivisibles, es decir, que duran siempre, que no cambian y que no pueden dividirse en partculas ms pequeas. Para Demcrito el tomo era la partcula ms pequea que haba, una partculahomognea, que no se puede comprimir y que adems no se puede ver

De hechola palabra tomo proviene del griego -tmo que significa sin divisin.

Modelo Atmico De Dalton

John Dalton fue un qumico y matemtico britnico (entre otras muchas cosas) que vivi durante los aos 1766 y 1844, de donde procede la palabra Daltonismo.

Seguro que sabrs que las personas daltnicas son aquellas que les es muy difcil distinguir los colores por un defecto gentico. Esto te lo contamos como curiosidad ya que fue Dalton quien escribi sobre esto porque l mismo lo padeca. Aparte, fue el primero en desarrollar un modelo atmico con bases cientficas. Basndose en la idea de Demcrito, Dalton concluy que el tomo era algo parecido a una esfera pequesima, tambin indivisible e inmutable.

Dalton hizo los siguientes postulados (afirmaciones o supuestos):

1. La materiaest compuesta por partculas diminutas, indivisibles e indestructibles llamadas tomos.

2. Los tomos de un mismo elemento son idnticos entre s (es decir, con igual masa y propiedades).

3. Los tomos de diferentes elementos tienen masas y propiedades distintas.

4. Los tomos permanecensindivisin, incluso cuando se combinan en reacciones qumicas.

5. Los tomos, al combinarse para formarcompuestos(lo que hoy llamamos molculas) mantienen relaciones simples.

6. Los tomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar ms de un compuesto.

7. Los compuestos qumicos se forman al unirse tomos de dos o ms elementos distintos. Para Dalton un tomo era algo as como una pequea esfera.

Veamos unaimagen del Modelo Atmico De Dalton:

Tanto Dalton como Demcrito ya se adelantaban y ya vislumbraban elPrincipio de Conservacin de la Energaen donde nada se crea ni se destruye, pero ambos modelos tienen insuficiencias o errores que se conocieron mucho despus y es que los tomos s pueden cambiar y tambin pueden dividirse en partculas ms pequeas.

El tomo NO es la partcula ms pequea. Sabemos ya que existenpartculas subatmicas(que significa ms pequeo que el tomo) como por ejemplo los quarks, los neutrinos o los bosones.

Modelo Atmico De Thomson

Joseph John Thomson fue un cientfico britnico que vivi entre los aos 1856 y 1940 quedescubri el electrn y los istopos. Gan el Premio Nobel de Fsica en 1906 y su teora sobre el tomo deca que los tomos estaban compuestos por electrones de carga negativa en un tomo positivo, es decir, como si tuviramos una bola cargada positivamente rellena de electrones (carga negativa), tambin conocido comoModelo del Pudin De Pasasporque parece un bizcocho relleno de pasas.

Laelectricidadfue lo que ayud a Thomson a desarrollar su modelo. El error que cometi Thomson fue que hizo suposiciones incorrectas de cmo se distribua la carga positiva en el interior del tomo. Veamos unaimagen del Modelo Atmico De Thomson:

Modelo Atmico Cbico De Lewis

Gilbert Newton Lewis fue un fsico y qumico estadounidense que vivi entre los aos 1875 y 1946 que realiz numerosos trabajos cientficos de los cules se destacan laEstructura De Lewistambin conocida como elDiagrama De Punto. El modelo atmico de Lewis est basado en un cubo, donde deca que los electrones de un tomo se colocaban de forma cbica, es decir, los electrones de un tomo estaban colocados en los vrtices de un cubo.

Gracias a sta teora se conoci el concepto devalencia de un electrnes decir, esos electrones en el ltimo nivel de energa de un elemento que pueden reaccionar o enlazarse con otro elemento.

Veamos una imagen delModelo Atmico Cbico De Lewis:

El modelo de Lewis fue un paso importante en la historia para entender el significado del tomo pero se abandon pronto esta teora.

Modelo Atmico De Rutherford

Ernest Rutherford fue un qumico y fsico neozelands que vivi entre los aos 1871 y 1937 que dedic gran parte de su vida a estudiar las partculas radioactivas (partculas alfa, beta y gamma) y fue el primero de todos en definir un modelo atmico en el que pudo demostrar queun tomo est compuesto de un ncleo y una corteza. Gan el Premio Nobel De La Qumica en 1908.

Para Rutherford el tomo estaba compuesto de un ncleo atmico cargado positivamente y unacorteza en los que los electrones (de carga negativa) giran a gran velocidad alrededor del ncleodonde estaba prcticamente toda la masa del tomo. Para Rutherford esa masa era muy pequea. Esa masa la defina como una concentracin de carga positiva.

Los estudios de Rutherford demostraron que el tomo estaba vaci en su mayor parte ya que el ncleo abarcaba casi el 100% de la masa del tomo.

Veamos unaimagen del Modelo Atmico De Rutherford:

Modelo Atmico De Bohr

Este modelo tambin se llama deBohr-Rutherford. Niels Henrik David Bohr fue un fsico dans que vivi entre los aos1885 y 1962 que se bas en las teoras de Rutherford para explicar su modelo atmico.

En el modelo de Bohr se introdujo ya la teora de la mecnica cuntica que pudo explicar cmo giraban los electrones alrededor del ncleo del tomo.Los electrones al girar entorno al ncleodefinan unasrbitas circularesestables que Bohr explic como que los electrones se pasaban de unas rbitas a otras para ganar o perder energa.

Demostr que cuando un electrn pasaba de una rbita ms externa a otra ms interna emita radiacin electromagntica. Cada rbita tiene un nivel diferente de energa.

Veamos unaimagen del Modelo Atmico De Bohr:

Modelo Atmico De Sommerfeld

Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld fue un fsico alemn que vivi entre los aos 1868 y 1951. La aportacin ms importante de este fsico alemn fue cambiar el concepto de las rbitas circulares que definan los electrones en el modelo atmico de Bohr porrbitas elpticas.

Lo que hizo Sommerfeld fue perfeccionar el modelo de Bohr con las rbitas elpticas lo que dio lugar al descubrimiento delnumero cuntico Azimutal(o secundario). Cuanto mayor era este nmero mayor era la excentricidad de la rbita elptica que describa el electrn.

Veamos unaimagen del Modelo Atmico De Sommerfeld:

Modelo Atmico De Schrdinger

Erwin Rudolf Josef Alexander Schrdinger fue un fsico austriaco que vivi entre los aos 1887 y 1961 cuyo modelo cuntico y no relativista explica quelos electrones no estn en rbitas determinadas.

Describi la evolucin del electrn alrededor del ncleo mediante ecuaciones matemticas pero no su posicin.

Deca que su posicin no se poda determinar con exactitud. Schrdinger propuso entonces una ecuacin de onda que ayuda a predecir las regiones donde se encuentra el electrn, que se conoce como ecuacin de Schrdinger.

Veamos unaimagen del Modelo Atmico De Schrdinger:

Modelo Atmico actualEn qu consiste la teora atmica actual?El modelo de Bohr determinaba que los electrones de un mismo nivel energtico tenan distinta energa. Le encontraron un error concluyendo que dentro de un mismo nivel energtico existan subniveles.El el ao 1916, Arnold Sommerfeld, un fsico Alemn, modific/corrigi el modelo de Bohr (donde los electrones giran en rbitas circulares), diciendo que los electrones tambin pueden girar en rbitas elpticas. Esto dio lugar a un nuevo nmero cuntico llamado nmero cuntico secundario,que define a forma de los orbitales que se representaconla letra "L" y toma valor desde 0 hasta n-1.Los errores de las teoras de Rutherford y Bohr llevaron al desarrollo de una nueva mecnica cuntica.La teora atmica actual o cuntica son las leyes que determinarn la posible posicin de un electrn, las caractersticas de ellos y la forma en que va a estar estructurando el tomo.Dependiendodelnivel, y del subnivel en el que se encuentre el orbital, ser ms alargada la hlice o la esfera o menos. Los orbitales (no ocupadas) no quedan como lugares No ocupados , sino que se debe ver al orbital como El lugar de mayor probabilidad para encontrar al electrn.

Definicin de radioactividadDefinimos radioactividad como la emisin espontnea de partculas (alfa, beta,neutrn) o radiaciones (gama, captura K), o de ambas a la vez, procedentes de la desintegracin de determinados nucleidos que las forman, por causa de un arreglo en su estructura interna.La radioactividad puede ser natural o artificial. En la radioactividad natural, la sustancia ya la posee en el estado natural.En laradioactividadartificial, la radioactividad le ha sido inducida por irradiacin.Un radionucleido es el conjunto de los ncleos radioactivos de una misma especie.Todos los ncleos radioactivos que forman un radionucleido tienen una radiactividad bien definida, comn a todos ellos, que los identifica;de la misma forma que un tipo de reaccin qumica identifica los elementos que participan.

Cuantitativamente, la radioactividad es un fenmeno estadstico.Por este motivo, para valorarlo hay que observar el comportamiento de un conjunto de ncleos de la misma especie.Por la ley de los grandes nmeros, se define una constante radiactiva como la probabilidad de desintegracin de un ncleo por unidad de tiempo.Conesta definicin, el nmero N de ncleos radioactivos de una misma especie que se encuentran en una sustancia en un instante t es dado por N = No e-t, donde No es el nmero de ncleos radioactivos que haba antes de que transcurriera el tiempo t.En realidad, difcilmente una sustancia radioactiva es formada por un solo radionucleido, aunque cada uno de sus componentes en desintegrarse se transforma en un ncleo diferente que, a su vez, puede ser tambin radioactivo.El radionucleido inicial es llamado padre, y el derivado, hijo.Esta situacin puede continuar a lo largo de mltiples filiaciones y el conjunto de todas es llamado familia o serie radioactiva.Enestecaso, la relacin que da el nmero de ncleos radioactivos presentes es ms compleja porque, adems de tener en cuenta el nmero de cada uno de ellos en el instante inicial, hay que considerar que, por desintegracin de unos, se forman otros.El problema se simplifica cuando se quiere conseguir el equilibrio radioactivo (dicho tambin equilibrio secular en las series radiactivas naturales), que es cuando ha pasado un tiempo suficientemente largo desde que se ha iniciado el proceso de filiacin, porque entonces el ritmo de las desintegraciones es impuesto por el radionucleido que tiene la constante radioactiva ms pequea.Nmero msicoEnqumica, elnmero msicoonmero de masaes la suma del nmero deprotonesy el nmero deneutrones. Se simboliza con la letraA. (El uso de esta letra proviene del alemnAtomgewicht, que quiere decirpeso molecular, aunque sean conceptos distintos que no deben confundirse. Por este motivo resultara ms correcto que la letra A representaraAtomkern, es decir,ncleo atmicopara evitar posibles confusiones.) Suele ser mayor que elnmero atmico, dado que los neutrones del ncleo proporcionan a ste la cohesin necesaria para superar la repulsin entre los protones.El nmero msico es adems el indicativo de los distintosistoposde unelemento qumico. Dado que el nmero de protones es idntico para todos los tomos del elemento, slo el nmero msico, que lleva implcito el nmero de neutrones en el ncleo, indica de qu istopo del elemento se trata. El nmero msico se indica con un superndice situado a la izquierda de su smbolo, sobre el nmero atmico. Por ejemplo, el1Hes el istopo dehidrgenoconocido comoprotio. El2Hes eldeuterioy el3Hes eltritio. Dado que todos ellos son hidrgeno, el nmero atmico tiene que ser 1.Para todotomoeion:Nmero msico (A) = nmero atmico (Z) + nmero de neutrones A=Z + NPara calcular la cantidad de neutrones que posee un tomo debe hacerse: "A - Z", (Nmero msico menos nmero atmico) consultando antes en la tabla peridica las cantidades correspondientes.La suma de los protones y los neutrones presentes en el ncleo atmico de un tomo, nos da como resultado un nmero que denominamos nmero msico. El nmero msico se recoge en laTabla peridica de los elementos.

NUMERO ATOMICOEnfsicayqumica, elnmero atmicoes el nmero total deprotonesque tiene eltomo. Se suele representar con la letraZ. Los tomos de diferentes elementos tienen distintos nmeros de electrones y protones. Un tomo en su estado natural es neutro y tiene nmero igual deelectronesy protones. Un tomo desodioNa tiene un nmero atmico 11, posee 11 electrones y 11 protones. Un tomo demagnesioMg, tiene nmero atmico 12, posee 12 electrones y 12 protones, y un tomo deuranioU, que tiene nmero atmico 92, posee 92 electrones y 92 protones.Se coloca como subndice a la izquierda del smbolo del elemento correspondiente. Por ejemplo, todos los tomos del elemento hidrgeno tienen 1 protn y su Z = 1; esto sera H. Los de helio tienen 2 protones y Z =2; asimismo He. Los de litio, 3 protones y Z = 3,Si el tomo es neutro, el nmero de electrones coincide con el de protones y da Z.En 1913Henry Moseleydemostr la regularidad existente entre los valores de las longitudes de onda de losrayos Xemitidos por diferentes metales tras ser bombardeados con electrones, y los nmeros atmicos de estos elementos metlicos. Este hecho permiti clasificar a los elementos en latabla peridicaen orden creciente de nmero atmico. En la tabla peridica los elementos se ordenan de acuerdo a sus nmeros atmicos en orden creciente.

IONUnionoin1("yendo", engriego; [ion] es el participio presente del verboienai:ir) es unapartculacargada elctricamenteconstituida por untomoomolculaque no es elctricamente neutral. Conceptualmente esto se puede entender como que, a partir de un estado neutro de un tomo o partcula, se han ganado o perdidoelectrones; este fenmeno se conoce comoionizacin.Los iones cargados negativamente, producidos por haber mselectronesque protones, se conocen comoaniones(que son atrados por elnodo) y los cargados positivamente, consecuencia de una prdida deelectrones, se conocen comocationes(los que son atrados por elctodo).AninyCatinsignifican: Anin("el que va hacia arriba") tiene carga elctrica negativa. Catin("el que va hacia abajo") tiene carga elctrica positiva.nodoyctodoutilizan el sufijo '-odo', del griegoodos(-), que significa camino o va. nodo: ("camino ascendente de la corriente elctrica") polo positivo".2 Ctodo: ("camino descendente de la corriente elctrica") polo negativo".Un ion conformado por un solo tomo se denominaion monoatmico, a diferencia de uno conformado por dos o ms tomos, que se denominaion poliatmico.

ISOTOPOSe denominaistoposa lostomosde un mismoelemento, cuyos ncleos tienen una cantidad diferente deneutrones, y por lo tanto, difieren ennmero msico.La palabra istopo,delgriego: isos'igual, mismo'; tpos'lugar', "en mismo sitio") se usa para indicar que todos los tipos detomosde un mismoelemento qumico(istopos) se encuentran en el mismo sitio de latabla peridica. Los tomos que son istopos entre s son los que tienen igualnmero atmico(nmero deprotonesen el ncleo), pero diferentenmero msico(suma del nmero deneutronesy el de protones en el ncleo). Los distintos istopos de un elemento difieren, pues, en el nmero de neutrones.La mayora de los elementos qumicos tienen ms de un istopo. Solamente 21 elementos (por ejemploberilioosodio) poseen un solo istopo natural. En contraste, elestaoes el elemento con ms istopos estables, 10.Otros elementos tienen istopos naturales, pero inestables, como eluranio, cuyos istopos puedentransformarse odecaeren otros istopos ms estables, emitiendo en el procesoradiacin, por lo que decimos que sonradiactivos.Los istopos inestables son tiles para estimar la edad de variedad de muestras naturales, comorocasymateria orgnica. Esto es posible, siempre y cuando, se conozca el ritmo promedio de desintegracin de determinado istopo, en relacin a los que ya han decado. Gracias a este mtodo de datacin, se conoce laedad de la Tierra.

ESPECIES ISOELECTRNICASLas especies isoelectrnicas son aquellas que poseen el mismo nmero de electrones y por lo tanto el mismo efecto de pantalla.

Por ejemplo, un orden de carga nuclear efectiva entre especies isoelectrnicas es:

Ca2+> K1+ > Ar > Cl1- > S2-Mayor menor