TEORÍA ATÓMICA

Iván García
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TEORÍA ATÓMICA: Modelos del átomo y partículas subatómicas.

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ÉRA ANTIGUA.   Teoría de los 5 elementos.   Jenofanes propusó que el origen de todas las cosas es la tierra; por su parte, Anaxímenes postulo que era el aire mientrás que Heráclito propuso que el origen de todo era el "arge" o fuego. Tales de Mileto propusó que el agua es el principio de todas las cosas, y de esta se formaba lo sólido, lo líquido y lo gaseoso.  Aristóteles, propuso que toda la materia debia formarse de los 4 elementos: agua, tierra, fuego y aire y su combinación daba origen a lo caliente, lo seco, lo húmedo y lo frio. Anaximandro de Mileto, propuso que las cosas estaban formadas por el aperion, una sustancia limitada. Para Aristóteles, el "éter" o  quinto elemento es la quinta escencia, razonando que el fuego, la tierra, el agua y el aire eran terrenales y corruptibles, y que las estrellas no podían estar hechas de ninguno de estos elementos, sino de uno diferente, incambiable, y de una substancia celestial.   Átomo de Leucipo y Demócrito. Padres la doctrina conocida como atomismo, postularon que el universo está constituido por combinaciones de pequeñas partículas indivisibles denominadas átomos  (en griego significa que no se puede dividir). (Wikipedia, 2017. Enhttps://es.wikipedia.org/wiki/Atomismo).

Los átomos se forman de partículas aún más pequeñas denominadas partículas subatómicas, dentro de estas destacan tres partículas:  electrones, protones y neutrones. Hay otras partículas subatómicas, pero el neutrón, el protón y electrón son los tres componentes fundamentales del átomo que son importantes para la química (Chang R, 1999).   Teoría atómica.  Fue propuesta por el químico, matemático y filósofo inglés John Dalton. Define al átomo como la unidad básica funcional y estructural de la materia que puede intervenir en una combinación química. Dalton imaginó al átomo como una partícula extremadamente pequeña e indivisible (Chang R, op. cit.), tal cual como la concibieron Leucipo y Demócrito.

Electrón. Se descubrió mediante el uso de un tubo catódico, que consiste de placas metálicas conectadas una fuente de alto voltaje,  la placa con carga negativa, emite un rayo invisible denominado “rayo catódico”.  Este rayo se dirige hacia la placa con carga positiva denominada ánodo. De acuerdo con la teoría electromagnética, un cuerpo cargado en movimiento se comporta como un imán y puede interaccionar con los campos magnéticos y eléctricos que atraviesa, por lo cual, debían ser partículas con carga negativa. Actualmente a esas partículas se les conoce como electrones. El físico inglés J. J. Thompson utilizo un tubo de Rayos Catódicos y su conocimiento la teletón magnética para determinar la relación entre la tarde eléctrica y la masa de un electrón que es de 9.09 x 10-28 g (Chang R, op. cit.).

Protón. Desde principios de 1910 se conocían características de los átomos como que  contienen electrones y son eléctricamente neutros.  Para que que un átomo sea neutro, debe contener el mismo número de cargas positivas y negativas. Joseph Thompson propuso que un átomo podría visualizarse como un esfera uniforme de materia con carga positiva, dentro del cual se encontraban los electrones, como si fueran las pasas de un pastel. Este modelo, llamado “budín de pasas” se aceptó como una teoría durante algunos años (Chang R, op. cit.).   En 1910 hola un físico neozelandés, Ernest Rutherford, decidió utilizar partículas a para demostrar la estructura de los átomos. Efecto una serie de experimentos utilizando láminas muy delgadas de oro y otros metales como blanco de partículas a provenientes de la fuente radiactiva. Observaron que la mayoría de las partículas atravesaba la lámina sin desviación, pero con una ligera desviación de vez en cuando, algunas partículas a eran desviadas y en otros regresaban por la misma trayectoria hacia la fuente radiactiva. De acuerdo con el modelo de Rutherford, la mayor parte de los átomos debe ser espacio vacío y propuso que las cargas positivas de los átomos estaban concentradas en un conglomerado central dentro del átomo, que denominó núcleo. Las partículas del núcleo,  reciben el nombre de protones. Éstos tienen la misma cantidad de carga que los electrones y su masa es de 1.67,252 x 10-24 g,  aproximadamente 1840 veces la masa de las partículas con carga negativa, los electores (Chang R, op. cit.).

Neutrón: Rutherford y otros investigadores habían propuesto que debía existir otro tipo de partículas subatómicas  en el núcleo;  la prueba la proporcionó el físico James Chadwick en 1932; este bombardeo una delgada lámina de Berilio (Be) con partículas a, el metal emitió una radiación de muy alta energía similar a los rayos g. Que denominó neutrón es debido que se demostró que eran partículas eléctricamente neutras con una masa y un poco mayor que la masa de los protones (Chang R, op. cit.).

Radiactividad:   Rayos X. En 1895 el físico alemán Wilhem Rötgen  observó que cuando los rayos catódicos  incidían sobre el vidrio y los metales, ocasionaban que estos emitieran ciertos rayos desconocidos.  Estos rayos muy energéticos podrían atravesar la materia, oscurecían placas fotográficas, aún estando cubiertas, y producían fluorescencia en algunas sustancias.  Debido a que estos rayos no eran desviados de su trayectoria por un imán, no estaban constituidos por partículas con carga, como los rayos catódicos. Debido a su naturaleza desconocida, des dio el nombre de rayos X (Chang R, op. cit.).   Marie Curie,  sugirió el nombre de radiactividad para describir la emisión espontáneas de partículas y/o de radiación. Desde entonces, se dice que un elementos radiactivos emite radiación de manera espontánea.   El decaimiento descomposición de las sustancias radiactivas, como el uranio, producen tres tipos de rayos. Dos de estos rayos son desviados de su trayectoria por placas metálicas con cargas opuestas. Los rayos alfa a, consisten de partículas cargadas positivamente.  Los rayos beta b partículas beta son electrones y son rechazados por la placa con carga negativa, los rayos gamma g no presentan carga y no les afecta un campo externo (Chang R, op. cit.).

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GEOMETRÍA MOLECULAR. La geometría molecular o estructura molecular se refiere a la disposición tridimensional de los átomos que constituyen una molécula. Determina muchas de las propiedades de las moléculas, reactividad, polaridad, fase, color, magnetismo, actividad biológica, etc. Actualmente, el principal modelo es la teoría de repulsión de pares de electrones de valencia (TRPEV), empleada internacionalmente por su gran predictibilidad. (COLABORADORES DE WIKIPEDIA EN https://es.wikipedia.org/wiki/Geometr%C3%ADa_molecular).

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NOMENCLATURA QUÍMICA.   Descarga el material de apoyo y ejercicios elaborados para tu formación en este tema. Revisa también los siguientes tutorales disponibles en Youtube.  

ENLACES DE INTERÉS: Si deseas consultar otros materiales, revisa esta página del Colegio de Ciencias y Humanidades de la UNAM.   https://portalacademico.cch.unam.mx/alumno/aprende/quimica1/nomenclatura?page=0%2C3  

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