ESTRUCTURA ATOMICAESTRUCTURA ATOMICA

INTRODUCCION:INTRODUCCION:

Las sustancias simples como el Las sustancias simples como el hidrógeno, el oxígeno o el hierro están hidrógeno, el oxígeno o el hierro están constituidas por partículas muy pequeñas constituidas por partículas muy pequeñas químicamente invisibles llamadas átomos.químicamente invisibles llamadas átomos.

Evolución del Modelo AtómicoEvolución del Modelo Atómico Modelo de DaltonModelo de Dalton

Fue el primer modelo atómico con bases Fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en científicas, fue formulado en 18081808 por por JohnJohn DaltonDalton. Este primer modelo atómico postulaba: . Este primer modelo atómico postulaba:

- La materia está formada por partículas muy La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir. y no se pueden destruir.

- Los átomos de un mismo elemento son iguales - Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes. tienen pesos diferentes.

- Los átomos permanecen sin división, aún - Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones cuando se combinen en las reacciones químicas. químicas.

- Los átomos, al combinarse para formar - Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples. compuestos guardan relaciones simples.

- Los átomos de elementos diferentes se - Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto. distintas y formar más de un compuesto.

- Los compuestos químicos se forman al - Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos unirse átomos de dos o más elementos distintos. distintos.

Modelo de ThomsonModelo de Thomson Luego del descubrimiento del electrón en Luego del descubrimiento del electrón en

18971897 por por Joseph Joseph JohnJohn ThomsonThomson, se , se determinó que la materia se componía de determinó que la materia se componía de dos partes, una negativa y una positiva. dos partes, una negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituida por La parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban electrones, los cuales se encontraban según este modelo inmersos en una masa según este modelo inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en de carga positiva a manera de pasas en un pastel (de la analogía del inglés un pastel (de la analogía del inglés plum-plum-pudding modelpudding model).).

Modelo atomico de thomsonModelo atomico de thomson

Detalles del modelo atómicoDetalles del modelo atómico Para explicar la formación de iones, positivos y Para explicar la formación de iones, positivos y

negativos, y la presencia de los electrones negativos, y la presencia de los electrones dentro de la estructura atómica, Thomson ideó dentro de la estructura atómica, Thomson ideó un átomo parecido a un pastel de frutas. Una un átomo parecido a un pastel de frutas. Una nube positiva que contenía las pequeñas nube positiva que contenía las pequeñas partículas negativas (los electrones) partículas negativas (los electrones) suspendidos en ella. El número de cargas suspendidos en ella. El número de cargas negativas era el adecuado para neutralizar la negativas era el adecuado para neutralizar la carga positiva. En el caso de que el átomo carga positiva. En el caso de que el átomo perdiera un electrón, la estructura quedaría perdiera un electrón, la estructura quedaría positiva; y si ganaba, la carga final sería positiva; y si ganaba, la carga final sería negativa. De esta forma, explicaba la formación negativa. De esta forma, explicaba la formación de iones; pero dejó sin explicación la existencia de iones; pero dejó sin explicación la existencia de las otras radiaciones.de las otras radiaciones.

Modelo de Rutherford Modelo de Rutherford Este modelo, postula que la parte positiva se Este modelo, postula que la parte positiva se

concentra en un núcleo, el cual también concentra en un núcleo, el cual también contiene virtualmente toda la masa del átomo, contiene virtualmente toda la masa del átomo, mientras que los electrones se ubican en una mientras que los electrones se ubican en una corteza orbitando al núcleo en órbitas circulares corteza orbitando al núcleo en órbitas circulares o elípticas con un espacio vacío entre ellos. A o elípticas con un espacio vacío entre ellos. A pesar de ser un modelo obsoleto, es la pesar de ser un modelo obsoleto, es la percepción más común del átomo del público no percepción más común del átomo del público no científico. Rutherford predijo la existencia del científico. Rutherford predijo la existencia del neutrón en el año neutrón en el año 19201920, por esa razón en el , por esa razón en el modelo anterior (Thomson), no se habla de éste.modelo anterior (Thomson), no se habla de éste.

Modelo de Rutherford Modelo de Rutherford

Modelo de Bohr Modelo de Bohr

Este modelo es estrictamente un modelo Este modelo es estrictamente un modelo del átomo de hidrógeno tomando como del átomo de hidrógeno tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, punto de partida el modelo de Rutherford, NielsNiels BohrBohr trata de incorporar los trata de incorporar los fenómenos de absorción y emisión de los fenómenos de absorción y emisión de los gases, así como la nueva gases, así como la nueva teoría de la teoría de la cuantizacióncuantización de la energía de la energía desarrollada desarrollada por por MaxMax PlanckPlanck y el fenómeno del y el fenómeno del efecto fotoeléctricoefecto fotoeléctrico observado por observado por AlbertAlbert EinsteinEinstein..

- “El átomo es un pequeño sistema solar con un núcleo en - “El átomo es un pequeño sistema solar con un núcleo en el centro y electrones moviéndose alrededor del núcleo el centro y electrones moviéndose alrededor del núcleo en orbitas bien definidas.” Las orbitas están cuantizadas en orbitas bien definidas.” Las orbitas están cuantizadas (los e- pueden estar solo en ciertas orbitas)(los e- pueden estar solo en ciertas orbitas)

- Cada orbita tiene una energía asociada. La más externa - Cada orbita tiene una energía asociada. La más externa es la de mayor energía. es la de mayor energía.

- Los electrones no radian energía (luz) mientras - Los electrones no radian energía (luz) mientras permanezcan en orbitas estables. permanezcan en orbitas estables.

- Los electrones pueden saltar de una a otra orbita. Si lo - Los electrones pueden saltar de una a otra orbita. Si lo hace desde una de menor energía a una de mayor hace desde una de menor energía a una de mayor energía absorbe un cuanto de energía (una cantidad) energía absorbe un cuanto de energía (una cantidad) igual a la diferencia de energía asociada a cada orbita. igual a la diferencia de energía asociada a cada orbita. Si pasa de una de mayor a una de menor, pierde Si pasa de una de mayor a una de menor, pierde energía en forma de radiación (luz). energía en forma de radiación (luz).

Modelo de Bohr Modelo de Bohr

Modelo de Schrödinger: Modelo Actual Modelo de Schrödinger: Modelo Actual Después de que Louis-Victor de Broglie Después de que Louis-Victor de Broglie

propuso la naturaleza ondulatoria de la materia propuso la naturaleza ondulatoria de la materia en 1924, la cual fue generalizada por Erwin en 1924, la cual fue generalizada por Erwin Schrödinger en 1926, se actualizó nuevamente Schrödinger en 1926, se actualizó nuevamente el modelo del átomo. En el modelo de el modelo del átomo. En el modelo de Schrödinger se describe a los electrones por Schrödinger se describe a los electrones por medio de una función de onda, el cuadrado de medio de una función de onda, el cuadrado de la cual representa la la cual representa la probabilidad de presenciaprobabilidad de presencia en una región delimitada del espacio. Esta zona en una región delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce como orbital. La de probabilidad se conoce como orbital. La gráfica siguiente muestra los orbitales para los gráfica siguiente muestra los orbitales para los primeros niveles de energía disponibles en el primeros niveles de energía disponibles en el átomo de hidrógeno y oxígeno.átomo de hidrógeno y oxígeno.

Modelo de Schrödinger: Modelo Actual Modelo de Schrödinger: Modelo Actual

CONCEPTO ACTUAL DEL ATOMO:CONCEPTO ACTUAL DEL ATOMO:

El átomo es la partícula más pequeña de El átomo es la partícula más pequeña de un elemento químico que conserva las un elemento químico que conserva las propiedades de dicho elemento. Es un propiedades de dicho elemento. Es un sistema dinámico y energético en sistema dinámico y energético en equilibrio, constituido por dos partes:equilibrio, constituido por dos partes:

1.1. NúcleoNúcleo 2.2. Envoltura o zona extranuclearEnvoltura o zona extranuclear

1.1. Núcleo:Núcleo: que es la parte central; muy que es la parte central; muy pequeño y de carga positiva, contiene pequeño y de carga positiva, contiene aproximadamente 200 tipos de partículas aproximadamente 200 tipos de partículas denominadas nucleones, de los cuales los denominadas nucleones, de los cuales los protones y neutronesprotones y neutrones son importantes, el son importantes, el núcleo atómico concentra casi la totalidad núcleo atómico concentra casi la totalidad de la masa atómica (99.99% de dicha de la masa atómica (99.99% de dicha masa). masa).

2.2. Envoltura o zona extranuclear:Envoltura o zona extranuclear: que es que es un espacio muy grande (constituye el 99.99% un espacio muy grande (constituye el 99.99% del volumen atómico), donde se encuentran los del volumen atómico), donde se encuentran los electroneselectrones ocupando ciertos estados de ocupando ciertos estados de energía (orbitales, subniveles y niveles). Los energía (orbitales, subniveles y niveles). Los electrones se encuentran a distancias no electrones se encuentran a distancias no definidas respecto al núcleo y siguiendo definidas respecto al núcleo y siguiendo trayectorias no definidas, según la Mecánica trayectorias no definidas, según la Mecánica Cuántica o Mecánica Ondulatoria, donde el Cuántica o Mecánica Ondulatoria, donde el electrón existe en una región llamada orbital o electrón existe en una región llamada orbital o nube electrónica.nube electrónica.

PARTICULAS SUBATOMICAS PARTICULAS SUBATOMICAS FUNDAMENTALESFUNDAMENTALES

Son aquellas que en general están Son aquellas que en general están presentes en cualquier átomo. El átomo presentes en cualquier átomo. El átomo esta formado principalmente por tres esta formado principalmente por tres partículas fundamentales: electrones, partículas fundamentales: electrones, protones y neutrones. protones y neutrones.

Las características de estas partículas se Las características de estas partículas se muestran en la siguiente tabla: muestran en la siguiente tabla:

NUMERO ATOMICO O CARGA NUMERO ATOMICO O CARGA NUCLEAR (Z)NUCLEAR (Z)

Es el número de protones presentes en el Es el número de protones presentes en el núcleo atómico de un elemento y es núcleo atómico de un elemento y es exactamente igual al número de exactamente igual al número de electrones, cuando el átomo es neutro.electrones, cuando el átomo es neutro.

Z = # protones. En el caso de un átomo Z = # protones. En el caso de un átomo eléctricamente neutro se cumple:eléctricamente neutro se cumple:

Z = # de protones = # de electronesZ = # de protones = # de electrones

NUMERO DE MASA O NUMERO NUMERO DE MASA O NUMERO MASICO (A)MASICO (A)

Es el número total de partículas Es el número total de partículas fundamentales en el núcleo de un átomo, fundamentales en el núcleo de un átomo, o sea, el número de nucleones o sea, el número de nucleones fundamentales:fundamentales:

A = # de protones + # de neutronesA = # de protones + # de neutrones

A = Z + nºA = Z + nº

REPRESENTACION DEL NUCLIDOREPRESENTACION DEL NUCLIDO Se entiende por núclido a todo átomo de Se entiende por núclido a todo átomo de

un elemento que tiene una composición un elemento que tiene una composición nuclear definida es decir, con un número nuclear definida es decir, con un número de protones y neutrones definidos.de protones y neutrones definidos.

donde:donde:

E: símbolo del elemento químicoE: símbolo del elemento químico

Z: número atómico cuyo valor es único para un elementoZ: número atómico cuyo valor es único para un elemento

A: número de masaA: número de masa

aargcn

AZE

TIPOS DE NUCLIDOSTIPOS DE NUCLIDOS

1.1. ISOTOPOS: ISOTOPOS: (iso = igual ; topo = (iso = igual ; topo = lugar). También llamados “hilidos”, son lugar). También llamados “hilidos”, son núclidos de un mismo elemento químico, núclidos de un mismo elemento químico, que poseen igual número de protones, que poseen igual número de protones, diferente número de neutrones y diferente diferente número de neutrones y diferente número de masa. Estos poseen número de masa. Estos poseen propiedades químicas iguales y propiedades químicas iguales y propiedades físicas diferentes.propiedades físicas diferentes.

2.2. ISOBAROS:ISOBAROS: (iso = igual , baros = (iso = igual , baros = masa). Son elementos que pertenecen a masa). Son elementos que pertenecen a elementos diferentes, poseen igual elementos diferentes, poseen igual número de masa, diferente número número de masa, diferente número atómico y diferente número de neutrones, atómico y diferente número de neutrones, es decir igual número de nucleones es decir igual número de nucleones fundamentales. Son núclidos con fundamentales. Son núclidos con propiedades físicas y químicas diferentes.propiedades físicas y químicas diferentes.

3.3. ISOTONOS:ISOTONOS: son núclidos son núclidos pertenecientes a elementos diferentes. pertenecientes a elementos diferentes. Poseen diferente número de protones e Poseen diferente número de protones e igual número de neutrones; por lo tanto igual número de neutrones; por lo tanto diferente número de masa. También son diferente número de masa. También son núclidos con propiedades físicas y núclidos con propiedades físicas y químicas diferentes.químicas diferentes.

ION o ESPECIE QUIMICA ELECTRIZADAION o ESPECIE QUIMICA ELECTRIZADA

Es una especie química monoatómica o Es una especie química monoatómica o poliatómica que posee carga eléctrica neta poliatómica que posee carga eléctrica neta positiva o negativa.positiva o negativa.

Cuando un átomo gana electrones, el Cuando un átomo gana electrones, el proceso se llama reducción, y cuando proceso se llama reducción, y cuando pierde electrones se llama oxidación.pierde electrones se llama oxidación.

Ion positivo o Catión:Ion positivo o Catión: se forma cuando se forma cuando un átomo neutro pierde uno o más un átomo neutro pierde uno o más electrones, como disminuyen las cargas electrones, como disminuyen las cargas negativas (electrones), entonces negativas (electrones), entonces predominan las cargas positivaspredominan las cargas positivas

Ion negativo o anión:Ion negativo o anión: se forma cuando se forma cuando un átomo neutro gana uno o más un átomo neutro gana uno o más electrones. Como aumentan las cargas electrones. Como aumentan las cargas negativas (electrones), entonces todo el negativas (electrones), entonces todo el sistema se carga negativamente.sistema se carga negativamente.

ESPECIES ISOELECTRONICASESPECIES ISOELECTRONICASSon aquellas especies químicas Son aquellas especies químicas

(atómicas, moleculares o iónicas) que (atómicas, moleculares o iónicas) que poseen igual número de electrones.poseen igual número de electrones.

Deberán de cumplir:Deberán de cumplir:

a.a.Poseer diferente número atómica ZPoseer diferente número atómica Z

b.b.Poseer igual número de electronesPoseer igual número de electrones

c.c.Tener igual distribución electrónica.Tener igual distribución electrónica.