ATOMO
La observación de los cuerpos que nos rodean no nos permite concebir una estructura corpuscular de la materia. El aspecto de los objetos que nos son familiares -una hoja de papel, un trozo de madera o de acero, un líquido- nos haría pensar más en una distribución continua de la materia, por tanto resulta difícil explicar, a partir de tal hipótesis de continuidad, las propiedades de los diferentes cuerpos y sus transformaciones químicas y físicas, por ejemplo la compresión y expansión de los gases se explican fácilmente si se admite que están constituidos por partículas separadas entre sí por el vacío; sin embargo, los gases pueden pasar al estado sólido y líquido, por consiguiente la hipótesis de una estructura corpuscular debe ser válida respecto de todos los estados físicos, si tomamos sal y la disolvemos en un vaso de agua, el líquido homogéneo así obtenido será diferente del agua pura, este fenómeno se explica diciendo que la sal se divide en partículas elementales, las cuales son repartidas entre todas las partículas del agua.
Aunque la palabra átomo se ha utilizado desde la antigüedad el concepto moderno es:
Aunque la palabra átomo se ha utilizado desde la antigüedad el concepto moderno es:
"ÁTOMO ES LA PARTE MÁS PEQUEÑA DE LA MATERIA QUE INTERVIENE EN UNA REACCIÓN QUÍMICA"
ELEMENTO
Definición: Son los materiales que están constituidos de un sólo tipo de átomos.
En la tierra existen 90 elementos naturales y otros artificiales o sintéticos que podemos encontrar en la tabla periódica. Por ejemplo: carbón, plata, cobre, hidrógeno, azufre, oro, etc.
ALOTROPO
las diferentes formas que adquiere un elemento, aun en el mismo estado de agregación o estado físico, se le denomina ALÓTROPO o formas alotrópicas, y a este fenómeno se conoce como ALOTROPÍA. Por ser el caso más común, nos referiremos como ejemplo al carbón, del cual existen dos formas alotrópicas ampliamente conocidas: diamante y grafito, la existencia de ambas demuestra que las propiedades de las sustancias no dependen sólo de los átomos que las constituyen, sino también de cómo se encuentran arreglados, el grafito y el diamante de una joya sólo contienen átomos de carbono, pero ¡qué diferentes son ambos sólidos! el grafito es negruzco, brillante, quebradizo y buen conductor de la electricidad, mientras que el diamante es transparente, aislante y duro (tanto que permite cortar vidrio o bloques de granito), a pesar de las enormes diferencias, si se calienta un diamante hasta 1800°C, lentamente se convierte en grafito, que es el alótropo más estable, y a la inversa, aplicando presiones enormes, pequeñísimas muestras de grafito han podido transformarse en diamante. Recientemente se han detectado otras dos formas alotrópicas del carbono, no tan conocidas como las anteriores: carbón VI y fullerenos, el primero está constituido por una larga cadena de átomos de carbono en los que se alternan enlaces sencillos y triples, y se le ha encontrado en meteoritos y en depósitos terrestres de grafito, por su parte, los fullerenos han sido la novedad científica de la segunda mitad de los años ochenta; su síntesis se logró en 1985 mediante la evaporación del grafito por medio de un rayo láser. Uno de los fragmentos formados tenía 60 átomos de carbono y se encontró que poseía una estructura simétrica cuasi esférica, muy parecida al balón de fútbol, con pentágonos y hexágonos alternados, por esta razón se le da el nombre formal de Fullerenos en honor del arquitecto Richard Buckminster Fuller inventor del domo geodésico que tiene una estructura similar o más comúnmente futboleno.
LOS COMPONENTES DEL ÁTOMO
Los componentes de la partícula más pequeña que entra en una reacción química, el átomo, son: electrones, protones y neutrones.
LOS COMPONENTES DEL ÁTOMO
Los componentes de la partícula más pequeña que entra en una reacción química, el átomo, son: electrones, protones y neutrones.
Los electrones fueron descubiertos en 1896 por el físico ingles Joseph John Thomson tras una larga serie de experimentos que lo llevaron a concluir que toda la materia contiene una pequeña carga negativa, cuantificada poco después por el norteamericano Robert Andrews Millikan, ahora se sabe que los electrones son parte fundamental del átomo y sus características fundamentales son: masa = 9.10e-31 kg y carga = -1.60e-19 coulomb.
Los protones fueron descubiertos por el físico alemán Goldestein, también efectuando experimentos similares a los de Joseph John Thomson con los rayos catódicos, las características de los protones son: masa = 1.6724e-27 kg. y carga = +1.60e-19 coulomb.
Los protones fueron descubiertos por el físico alemán Goldestein, también efectuando experimentos similares a los de Joseph John Thomson con los rayos catódicos, las características de los protones son: masa = 1.6724e-27 kg. y carga = +1.60e-19 coulomb.
Los neutrones fueron descubiertos por el físico ingles James Chadwick en 1932.
desde el descubrimiento del neutrón se sabe que todos los átomos contienen estas tres partículas fundamentales, en un átomo neutro, el número de electrones que se hallan girando alrededor del núcleo es igual al número de protones que se hallan dentro del núcleo. En 1927 con el desarrollo de la Mecánica Cuántica se sabe que las propiedades químicas están determinadas por la distribución de electrones que tiene el átomo en sus niveles de energía y es por esa causa que hay elementos muy parecidos entre sí, por ejemplo: Li, Na, K, Rb; otros: Cu, Ag, Au; otros: He, Ne, Ar, Kr, Xe
Los protones son los que determinan la identidad de cada elemento, son los protones los que marcan la diferencia fundamental entre un elemento y otro, así el único elemento que tiene 6 protones; el único elemento que tiene 8 protones es el oxígeno; el único elemento que tiene 20 protones es el calcio y el único elemento que tiene 79 protones es el oro. Ahora se entiende porqué los alquimistas invirtieron 300 años de frustraciones tratando de convertir el hierro en oro y es que el hierro tiene 26 protones y el oro 79.
NÚMERO ATÓMICO. - Es el número de protones que hay en el núcleo de un átomo y que numéricamente es igual al número de electrones en un átomo neutro.
Dos átomos con la misma carga nuclear (mismo número de protones), no deben tener necesariamente el mismo número de neutrones, como un neutrón no tiene carga eléctrica, no influye en el número de electrones en un átomo. Dos átomos con el mismo número de protones, pero números diferentes de neutrones se llaman isótopos del mismo elemento.
Existen 3 isótopos de Hidrógeno: hidrógeno (un protón); deuterio (un protón y un neutrón) y tritio (un protón y dos neutrones). Se puede ver que todos tienen un protón y por eso se caracterizan como hidrógeno, pero al tener diferente número de neutrones deben poseer diferente peso, así podemos definir:
MASA ATÓMICA.- Es la suma de protones y neutrones que hay en el núcleo atómico.
De esta definición debemos entender que el peso o masa atómica que viene en la tabla periódica sólo es el promedio de los pesos atómicos de los isótopos de cada elemento.
¿Qué función desempeñan los neutrones dentro del núcleo? Aunque los neutrones fueron descubiertos en 1932 no se entendía cuál era su función en el interior del núcleo, hasta que en 1947 el físico japonés Heideki Yukawa explico su presencia por las fuerzas de intercambio, más poderosas que las gravitacionales o las fuerzas eléctricas, en ellas continuamente se están intercambiando o interconvirtiendo los protones en neutrones y los neutrones en protones para reducir al mínimo las fuerzas de repulsión eléctricas y estabilizar el núcleo atómico que de otra manera se desintegraría.
MASA ATÓMICA Y MASA NUCLEAR.
El número de masa o peso atómico es una indicación aproximada de la masa de un átomo. Las medidas indican que los átomos que contienen muchos protones y neutrones no son múltiplos enteros de la masa del Hidrógeno, las medidas reales de la masa se efectúan con un espectrógrafo de masas, instrumentos que usan una combinación de campos eléctricos y magnéticos para ejercer fuerza sobre átomos ionizados de acuerdo a la masa de dichos iones se produce una deflexión (curvatura) que es proporcional a su masa atómica.
LA UNIDAD DE MASA ATÓMICA.
Aunque es posible la medición absoluta de la masa atómica en gramos, es mucho más fácil usar medidas relativas, por este motivo, las masas atómicas se dan usualmente en términos de una masa asignada arbitrariamente. Históricamente, las medidas de masa relativa de diversos tipos de átomos precedieron a las medidas absolutas, ya que esto pudo hacerse por métodos químicos simples, se eligió una escala basada en el oxígeno, tomando la masa del átomo de oxígeno exactamente como 16 unidades de masa atómica (uma), de modo que una uma = 1/16 de la masa del átomo de oxígeno. Todo fue muy bien hasta el descubrimiento de los isótopos y, de modo especial, hasta el descubrimiento hecho en 1929 por Giauque y Johnston de que el oxígeno consiste de tres isótopos que son O16, O 17 y O 18. Así, los pesos atómicos de los elementos químicos no habían sido medidos con precisión. En la actualidad se acepta una nueva unidad de masa atómica, abreviada u, y es exactamente 1/12 de la masa de C12. En esta escala el oxígeno pesa 15.99491 u.
Los protones son los que determinan la identidad de cada elemento, son los protones los que marcan la diferencia fundamental entre un elemento y otro, así el único elemento que tiene 6 protones; el único elemento que tiene 8 protones es el oxígeno; el único elemento que tiene 20 protones es el calcio y el único elemento que tiene 79 protones es el oro. Ahora se entiende porqué los alquimistas invirtieron 300 años de frustraciones tratando de convertir el hierro en oro y es que el hierro tiene 26 protones y el oro 79.
NÚMERO ATÓMICO. - Es el número de protones que hay en el núcleo de un átomo y que numéricamente es igual al número de electrones en un átomo neutro.
Dos átomos con la misma carga nuclear (mismo número de protones), no deben tener necesariamente el mismo número de neutrones, como un neutrón no tiene carga eléctrica, no influye en el número de electrones en un átomo. Dos átomos con el mismo número de protones, pero números diferentes de neutrones se llaman isótopos del mismo elemento.
Existen 3 isótopos de Hidrógeno: hidrógeno (un protón); deuterio (un protón y un neutrón) y tritio (un protón y dos neutrones). Se puede ver que todos tienen un protón y por eso se caracterizan como hidrógeno, pero al tener diferente número de neutrones deben poseer diferente peso, así podemos definir:
MASA ATÓMICA.- Es la suma de protones y neutrones que hay en el núcleo atómico.
De esta definición debemos entender que el peso o masa atómica que viene en la tabla periódica sólo es el promedio de los pesos atómicos de los isótopos de cada elemento.
¿Qué función desempeñan los neutrones dentro del núcleo? Aunque los neutrones fueron descubiertos en 1932 no se entendía cuál era su función en el interior del núcleo, hasta que en 1947 el físico japonés Heideki Yukawa explico su presencia por las fuerzas de intercambio, más poderosas que las gravitacionales o las fuerzas eléctricas, en ellas continuamente se están intercambiando o interconvirtiendo los protones en neutrones y los neutrones en protones para reducir al mínimo las fuerzas de repulsión eléctricas y estabilizar el núcleo atómico que de otra manera se desintegraría.
MASA ATÓMICA Y MASA NUCLEAR.
El número de masa o peso atómico es una indicación aproximada de la masa de un átomo. Las medidas indican que los átomos que contienen muchos protones y neutrones no son múltiplos enteros de la masa del Hidrógeno, las medidas reales de la masa se efectúan con un espectrógrafo de masas, instrumentos que usan una combinación de campos eléctricos y magnéticos para ejercer fuerza sobre átomos ionizados de acuerdo a la masa de dichos iones se produce una deflexión (curvatura) que es proporcional a su masa atómica.
LA UNIDAD DE MASA ATÓMICA.
Aunque es posible la medición absoluta de la masa atómica en gramos, es mucho más fácil usar medidas relativas, por este motivo, las masas atómicas se dan usualmente en términos de una masa asignada arbitrariamente. Históricamente, las medidas de masa relativa de diversos tipos de átomos precedieron a las medidas absolutas, ya que esto pudo hacerse por métodos químicos simples, se eligió una escala basada en el oxígeno, tomando la masa del átomo de oxígeno exactamente como 16 unidades de masa atómica (uma), de modo que una uma = 1/16 de la masa del átomo de oxígeno. Todo fue muy bien hasta el descubrimiento de los isótopos y, de modo especial, hasta el descubrimiento hecho en 1929 por Giauque y Johnston de que el oxígeno consiste de tres isótopos que son O16, O 17 y O 18. Así, los pesos atómicos de los elementos químicos no habían sido medidos con precisión. En la actualidad se acepta una nueva unidad de masa atómica, abreviada u, y es exactamente 1/12 de la masa de C12. En esta escala el oxígeno pesa 15.99491 u.
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