El Átomo, apuntes básicos para química

La teoría de una partícula indivisible y que formara parte de toda la materia fue propuesta por primera vez durante la Grecia antigua por el filósofo Demócrito. Esta idea no fue retomo hasta 1808 cuando John Dalton propuso en sus postulados que estos eran la partícula fundamental e indivisible de la materia.

Sin embargo los átomos siguen siendo divisibles. Thomson retomando esta idea dispuso dos placas aisladas por una ampolla de vacío y la sometió a un alto voltaje. Esto produjo un rayo visible por una superficie de fosforo y que era atraído por polos positivos, es decir, tiene carga y masa.

Casi un siglo más tarde Rutherford bombardeo una lámina de oro con un haz de partículas cargadas positivamente y aunque muchas pasaban, algunas se desviaban y otras incluso rebotaban. Con esto concluyo la existencia de un núcleo cargado positivamente y que son en gran parte vacío.

Se comprobó que la masa de protones y electrones no coincidía con la masa total del átomo. Rutherford supuso que tenía que haber otro tipo de partícula subatómica en el núcleo de los átomos. Esta fue descubierta por James Chadwick al bombardear una lámina de berilio con partículas alfa, observó la emisión por parte del metal de una radiación de muy alta energía, similar a los rayos gamma. Esta estaba causada por partículas de masa similar a los protones pero sin carga, lo que le dio el nombre de neutrones.

Forma

El átomo esta formado por un núcleo compuesto por los protones y neutrones con un tamaño similar y a su alrededor los electrones quienes se encuentran en los orbitales.

Debido al principio de incertidumbre de Heisenberg, no se puede conocer simultáneamente la velocidad y la posición de una partícula. Sin embargo podemos conocer las posibilidades de que se encuentre en un lugar. A los electrones los ubicamos en orbitales, que es donde existe un 95% de posibilidades de encontrarlos. Los orbitales se definen mediante 4 números cuánticos, los cuales no se repiten en un mismo átomo.

N: La capa en la que se encuentra el electrón (1,2,3....)

L: El tipo del orbital. Existen 4, S,P,D,F (0,1,2...N-1)

M: El subtipo y orientación del orbital. (-L...0...L)

S: Spin, es el sentido de giro. En los fermiones solo existen 2

De igual forma los números cuánticos del último electrón nos ayuda a hallar la posición en la tabla periódica.

Características

Potencial de ionización: Es la energía que hay que ceder a un átomo en estado gaseoso para arrancarle su electrón más externo.

• Al ir hacia abajo de un mismo grupo (columna) del sistema periódico, los átomos aumentan de tamaño y la energía necesaria para arrancar el electrón más externo disminuye.El electrón más fácil de arrancar de un átomo es el más externo. Al descender en un grupo, el electrón más externo se encuentra en una capa cada vez más alejada del núcleo. Esa lejanía creciente entre el electrón más externo y el núcleo hace que éstos se atraigan con menos fuerza y sea, por tanto, más fácil arrancale un electrón a un elemento cuanto más abajo estemos en el sistema periódico.

• Al ir hacia la derecha en un período (fila) del sistema periódico, los átomos disminuyen de tamaño, el electrón más externo se encuentra más cerca del núcleo y es más difícil arrancarlo. Al progresar en un período, se añaden electrones a la misma capa pero también se añaden protones en el núcleo. El aumento de protones hace que el núcleo tenga una carga positiva mayor y atraiga con más fuerza a los electrones. Los orbitales atómicos se van así comprimiendo ligeramente de un átomo al siguiente, disminuyendo así progresivamente su tamaño y siendo más difícil arrancar el electrón más externo.

Electronegatividad: Es la capacidad que tiene un átomo de atraer hacia sí un par de electrones que comparte con otro átomo para formar un enlace. Es decir cuando dos átomos forman un enlace compartiendo electrones, éstos están más cerca del átomo más electronegativo formando una carga parcial negativa.

• La electronegatividad disminuye ligeramente al descender en una columna (grupo) del sistema periódico.Cuanto más abajo del sistema periódico, más alejada del núcleo está la capa de los electrones más externos que los átomos usan para formar enlaces con otros átomos. La lejanía del núcleo hace que la atracción de éste sea menor y por tanto la electronegatividad disminuye. El efecto, a lo largo de un período (fila) es mucho mayor que a lo largo de un grupo (columna) del sistema periódico.

• Los átomos del final de una fila no poseen electronegatividad.Los "gases nobles" (en amarillo) no se combinan con otros átomos porque tienen la capa electrónica más externa completa. Esta situación es muy estable y no necesitan "conseguirla" mediante la unión con otros átomos. Por ello, no se les ha podido asignar un valor de electronegatividad.

Al progresar en un período, se añaden electrones a la misma capa pero también se añaden protones en el núcleo. El aumento de protones hace que el núcleo tenga una carga positiva mayor y atraiga con más fuerza a los electrones