Átomo

Teoría atómica

En física y química, la teoría atómica es una teoría de la naturaleza de la materia, que afirma que está compuesta por pequeñas partículas llamadas átomos.

El primero en proponer una teoría atómica de la materia fue Demócrito, filósofo presocrático, quien en el siglo V a. C. afirmó que todo estaba compuesto por pequeñas piezas a las que llamó átomos (del griego ἄτομον, indivisible), pero su teoría fue prontamente olvidada. En el siglo XIX tal idea logró una extensa aceptación científica gracias a los descubrimientos en el campo de la estequiometría. Los químicos de la época creían que las unidades básicas de los elementos también eran las partículas fundamentales de la naturaleza (de ahí el nombre de átomo, «indivisible»). Sin embargo, a finales de aquel siglo, y mediante diversos experimentos con el electromagnetismo y la radiactividad, los físicos descubrieron que el denominado "átomo indivisible" era realmente un conglomerado de diversas partículas subatómicas (principalmente electrones, protones y neutrones), que pueden existir de forma aislada. De hecho, en ciertos ambientes, como en las estrellas de neutrones, la temperatura extrema y la elevada presión impide a los átomos existir como tales. El campo de la ciencia que estudia las partículas fundamentales de la materia se denomina física de partículas.

LA HISTORIA DEL ÁTOMO

El conocimiento del átomo ha tenido un desarrollo muy lento, ya que la gente se limitaba a especular sobre él. Demócrito (1) fue el primero en afirmar que la materia está compuesta por átomos, y que estos eran indivisibles. Y hay quedo la cosa hasta que Dalton, (2) en 1803 lanzó su teoría atómica de la materia. En ella decía que todos los elementos que se conocen están constituidos por átomos. A partir de este momento la física se centra en el estudio del átomo. En 1811 Amedeo Avogadro formuló una ley que lleva su nombre “ley de abogadro”. Esta ley viene a decir que dos volúmenes iguales de diferentes gases y en las mismas condiciones tienen el mismo número de moléculas, pero no el mismo número de átomos. En 1906 J.J. Thomson (4), supuso que Dalton estaba equivocado, porque el átomo estaba compuesto de electrones.

A medida que la tecnología iba avanzando, el estudio del átomo se abría camino con más facilidad. En 1896 Becquerel (5), descubridor de la radioactividad supuso que los electrones tenían carga eléctrica. Cosa que Millikan (6), confirmó veinte años después. En 1911 Rutherford (7), lanzó la primera teoría sobre la estructura del átomo, en ella decía que los electrones giraban alrededor del núcleo como si fuera un sistema solar en miniatura. Esta teoría se mantuvo hasta 1913, fecha en la cual Bohr (8), lanzó una nueva teoría atómica, en ella decía que los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas. Esta teoría todavía no era la definitiva, pero si la base de las teorías actuales sobre el átomo. En 1919 Rutherford descubrió que el núcleo de los átomos estaba compuesto por protones, y que estos tenían carga positiva. Y en 1932 Chadwick (9), descubrió el neutrón, una de las partículas fundamentales de la materia que se encuentra en el núcleo del átomo. Como ves el átomo actual, tal y como se conoce hoy, a pasado por un proceso de estudio e investigación muy largo.

1.DEMÓCRITO:

Demócrito fue un filósofo griego presocrático (460 a.C. -370 a.C.) fue el primero en dar el concepto de átomo, según él todas las cosas están compuestas de partículas diminutas, indivisibles e indestructibles a las que llamó atoma, “indivisible”.

2. DALTON:

John Dalton nació en 1766 y murió en 1844. Fue un importante científico británico. Su descubrimiento más importante es la “Ley de Dalton de las presiones parciales”; según la cual, la presión ejercida por una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones de cada gas por separado, (cada uno de ellos ocupando el mismo volumen que la mezcla). Estos estudios de las propiedades físicas del aire atmosférico y otros gases le llevaron a la conclusión de que la materia está formada por átomos de diferentes masa que se combinan para formar compuestos, teoría atómica de la materia. Esta hipótesis se basa en los siguientes postulados:

Los elementos están constituidos por átomos, que son partículas materiales independientes, inalterables e indivisibles.

Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en el resto de propiedades.

Los átomos de distintos elementos tienen diferentes masa y propiedades.

Los compuestos se forman por la unión de átomos de los correspondientes elementos en relación de números enteros.

En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen, únicamente se redistribuyen.

Dalton dio a conocer por primera vez su teoría atómica en 1803, habían pasado más de dos mil años desde que Demócrito nombrara el átomo. También dio las masa atómicas de varios elementos ya conocidos en relación con la masa del hidrógeno.

3. FARADAY:

Michael Faraday, físico y químico británico, nació en 1791 y murió en 1867. Entre otras muchas cosas, investigó los fenómenos de la electrólisis, y descubrió dos leyes fundamentales:

- la masa de una sustancia depositada por una corriente eléctrica en una electrólisis es proporcional a la cantidad de electricidad que pasa por el electrólito.

- las cantidades de las sustancias electrolíticas depositadas por la acción de una misma cantidad de electricidad son proporcionales a la masa equivalente de las sustancias.

Esto viene a decir:

• La cantidad de material depositada en el electrodo es proporcional a la intensidad de corriente que atraviesa el electrólito.
• 
  la masa de los elementos transformados es proporcional a las masas equivalentes de los elementos ( sus masas atómicas divido por sus valencias).

4 THOMSON:

Sir Joseph Jonh Thomson nació y murió en Inglaterra en 1856 y 1940 respectivamente. Sus investigaciones con los rayos catódicos le llevaron a suponer que el átomo no era la partícula más pequeña, porque estaba compuesto de electrones ( partículas muy inferiores al átomo). Elaboró la teoría “del pudín de pasas”, en ella decía que los electrones eran “ciruelas” negativas incrustadas en un “pudín” de materia positiva. En 1906 recibió el Premio Nobel.

5.BECQUEREL:

Antonie Henri Becquerel nació en 1852 y murió en 1908. En 1896 descubrió por accidente el fenómeno conocido por “radioactividad”. Observó que las sales de uranio podían ennegrecer una placa fotográfica aun estando separado de la misma por un vidrio. También observó que los rayos que producían ese oscurecimiento descargaban un electroscopio lo que indica que tenían carga eléctrica. Recibió el Premio Nobel en 1903 por sus estudios sobre la radioactividad.

6.MILLIKAN:

Robert Andrews Millikan (1868-1953). En 1923 recibió el Premio Nobel de física por los experimentos que le permitieron medir la carga de un electrón. También realizó una importante investigación de los rayos cósmicos.

7.RUTHERFORD:

Nelson Rutherford (1871-1937). Fue físico y químico, británico. Hoy en día todavía se le considera como uno de los más importantes investigadores de la física nuclear.

Poco después de que Becqueler descubriera la radioactividad, identificó los tres componentes que la componían a los que llamó rayos: alfa, beta y gamma. En 1911 su estudio sobre la radiación le llevó a formular una teoría sobre la estructura del átomo, fue el primero en definir el átomo como un núcleo positivo, alrededor del cual giran los electrones de carácter negativo, esta teoría se conoce hoy en día como “la teoría atómica de Rutherford”. Esta teoría defiende la postura de que los electrones giran alrededor del núcleo como un sistema solar en miniatura.

En 1919 expuso gas nitrógeno a una fuente radiactiva que emitía partículas alfa. Algunas de estas partículas chocaban con los átomos de nitrógeno originando oxigeno. El núcleo de cada átomo transformado tenía partículas positivamente cargadas, a estas partículas se las denominó protones. Investigaciones posteriores demostraron que los protones formaban parte del núcleo de todos los elementos.

8. BOHR:

Neils Bohr físico y químico de nacionalidad danesa nació en 1885 y murió en 1962. En 1913 desarrolló una hipótesis conocida hoy en día como “teoría atómica de Bohr”. Para formular esta teoría partió de la teoría atómica de Rutherford. Esta teoría viene a decir que los electrones están situados en órbitas o capas definida a una cierta distancia del núcleo y que tienen un movimiento continuo. La colocación de esto electrones se denomina configuración electrónica. Hay siete capas electrónicas. La primera capa se llena con dos electrones la segunda con ocho y así sucesivamente hasta la séptima, pero no se conoce ningún elemento que tenga llena la séptima capa. La hipótesis de Bohr solucionaba varios problemas que se le habían planteado a la de Rutherford, pero también fallaba ante otros. En 1922 recibió el Premio Nobel por su gran trabajo en la física nuclear.

9.CHADWICK:

James Chadwick (1891-1974), físico y químico británico. Al él se le atribuye el descubrimiento del neutrón, una de las partículas fundamentales de la materia (1932). En 1935 recibió el Premio Nobel por su descubrimiento.

ÁTOMO ACTUAL

En la actualidad se sabe que el átomo está compuesto por un núcleo y una corteza. El núcleo a su vez está compuesto por neutrones y protones:

• protón: es una partícula nuclear con carga positiva
• neutrones: partícula nuclear sin carga

El neutrón y el protón tienen prácticamente la misma masa.

En la corteza se encuentran los electrones. Estos electrones giran en regiones del espacio llamadas orbitales. El tamaño del átomo está determinado por el movimiento del electrón en estas regiones.

En todos los átomos el número de protones es igual al número de electrones. Este número está determinado por número atómico.

A la suma del número de protones y neutrones se le llama número másico.

ISOTOPO

Es una de las dos o más variables de un átomo que tienen el mismo número atómico, por lo que constituye el mismo elemento. Pero se diferencia en el número másico. Esto quiere decir que se diferencian en el número de neutrones.