miércoles, 4 de marzo de 2015
ATOMOS
El nombre «átomo» proviene del latín «atomum»,
y este del griego «ἄτομον», «sin partes»; también, se deriva de «a» (no) y
«tomo» (divisible); no divisible. El concepto de átomo como bloque básico e
indivisible que compone la materia del universo fue postulado por la escuela
atomista en la Antigua
Grecia. Sin embargo, su existencia no quedó demostrada hasta
el siglo XIX. Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó
que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas.
Los átomos son objetos muy pequeños con masas
igualmente minúsculas: su diámetro y masa son del orden de la billonésima parte
de un metro y cuatrillonésima parte de un gramo. Solo pueden ser observados
mediante instrumentos especiales tales como un microscopio de efecto túnel. Más
de un 99,94% de la masa del átomo está concentrada en su núcleo, en general
repartida de manera aproximadamente equitativa entre protones y neutrones. El
núcleo de un átomo puede ser inestable y sufrir una transmutación mediante
desintegración radioactiva. Los electrones en la nube del átomo están
repartidos en distintos niveles de energía u orbitales, y determinan las
propiedades químicas del mismo. Las transiciones entre los distintos niveles
dan lugar a la emisión o absorción de radiación electromagnética en forma de
fotones, y son la base de la espectroscopia.
El concepto de átomo existe desde la Antigua Grecia
propuesto por los filósofos griegos Demócrito, Leucipo y Epicuro, sin embargo,
no se generó el concepto por medio de la experimentación sino como una
necesidad filosófica que explicara la realidad, ya que, como proponían estos
pensadores, la materia no podía dividirse indefinidamente, por lo que debía
existir una unidad o bloque indivisible e indestructible que al combinarse de diferentes
formas creara todos los cuerpos macroscópicos que nos rodean. El siguiente
avance significativo no se realizó hasta que en 1773 el químico francés
Antoine-Laurent de Lavoisier postuló su enunciado: «La materia no se crea ni
se destruye, simplemente se transforma». La ley de conservación de la masa
o ley de conservación de la materia; demostrado más tarde por los experimentos
del químico inglés John Dalton quien en 1804, luego de medir la masa de los
reactivos y productos de una reacción, y concluyó que las sustancias están
compuestas de átomos esféricos idénticos para cada elemento, pero diferentes de
un elemento a otro.
Luego en 1811, el físico italiano Amedeo Avogadro,
postuló que a una temperatura, presión y volumen dados, un gas contiene siempre
el mismo número de partículas, sean átomos o moléculas, independientemente de
la naturaleza del gas, haciendo al mismo tiempo la hipótesis de que los gases
son moléculas poliatómicas con lo que se comenzó a distinguir entre átomos y
moléculas.
El químico ruso Dmítri Ivánovich Mendeléyev creó en
1869 una clasificación de los elementos químicos en orden creciente de su masa
atómica, remarcando que existía una periodicidad en las propiedades químicas.
Este trabajo fue el precursor de la tabla periódica de los elementos como la
conocemos actualmente.
La visión moderna de su estructura interna tuvo que
esperar hasta el experimento de Rutherford en 1911 y el modelo atómico de Bohr.
Posteriores descubrimientos científicos, como la teoría cuántica, y avances
tecnológicos, como el microscopio electrónico, han permitido conocer con mayor
detalle las propiedades físicas y químicas de los átomos.
El átomo es un constituyente de la materia
ordinaria, con propiedades químicas bien definidas, que mantiene su identidad.
Cada elemento químico está formado por átomos del mismo tipo (con la misma
estructura electrónica básica), y que no es posible dividir mediante procesos
químicos. Está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra casi
toda su masa, rodeado de una nube de electrones. El núcleo está formado por
protones, con carga positiva, y neutrones, eléctricamente neutros. Los
electrones, cargados negativamente, permanecen ligados a este mediante la
fuerza electromagnética.
Un elemento químico es un tipo de materia
constituida por átomos de la misma clase. En su forma más simple posee un
número determinado de protones en su núcleo, haciéndolo pertenecer a una
categoría única clasificada con el número atómico, aun cuando este pueda
desplegar distintas masas atómicas. Es un átomo con características físicas
únicas, aquella sustancia que no puede ser descompuesta mediante una reacción
química, en otras más simples. No existen dos átomos de un mismo elemento con
características distintas y, en el caso de que estos posean número másico
distinto, pertenecen al mismo elemento pero en lo que se conoce como uno de sus
isótopos. También es importante diferenciar entre un «elementos químicos» de
una sustancia simple. La clasificación de los elementos se encuentra en la
tabla periódica de los elementos.
Algunos elementos se han encontrado en la naturaleza y
otros obtenidos de manera artificial, formando parte de sustancias simples o de
compuestos químicos. Otros han sido creados artificialmente en los aceleradores
de partículas o en reactores atómicos. Estos últimos son inestables y sólo
existen durante milésimas de segundo. A lo largo de la historia del universo se
han ido generando la variedad de elementos químicos a partir de nucleosíntesis
en varios procesos, fundamentalmente debidos a estrellas.
Un elemento químico es una sustancia pura formada por
átomos que tienen el mismo número atómico, es decir, el mismo número de
protones. Cada elemento se distingue de los demás por sus propiedades
características. Se denomina número atómico al número de protones que tiene el
núcleo de un átomo. Este número es igual al número de electrones que el átomo
neutro posee alrededor del núcleo.
Los átomos se clasifican de acuerdo al número de
protones y neutrones que contenga su núcleo. El número de protones o número
atómico determina su elemento químico, y el número de neutrones determina su
isótopo. Un átomo con el mismo número de protones que de electrones es
eléctricamente neutro. Si por el contrario posee un exceso de protones o de
electrones, su carga neta es positiva o negativa, y se denomina Ion.
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