Descubrimiento de la estructura atómica En el siglo V antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito postuló, sin evidencia científica, que el Universo estaba compuesto por partículas muy pequeñas e indivisibles, que llamó "átomos". Átomo, la unidad más pequeña posible de un elemento químico. En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra “átomo” se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeño que podía concebirse. Esa “partícula fundamental”, por
emplear el término moderno para ese concepto, se consideraba indestructible. De hecho, átomo significa en griego “no divisible”. El conocimiento del tamaño y la
naturaleza del átomo avanzó muy lentamente a lo largo de los siglos ya que la gente se limitaba a especular sobre él. Sin embargo, los avances científicos de este siglo han demostrado que la estructura atómica integra a partículas más pequeñas. Así una definición de átomo sería: El átomo es la parte más pequeña en la que se puede obtener materia de forma estable, ya que las partículas subatómicas que lo componen no pueden existir aisladamente salvo en condiciones muy especiales. El átomo está formado por un núcleo, compuesto a su vez por protones y neutrones, y por una corteza que lo rodea en la cual se encuentran los electrones, en igual número que los protones. Protón, descubierto por Ernest Rutherford a principios del siglo XX, el protón es una partícula elemental que constituye parte del núcleo de cualquier átomo. El número de protones en el núcleo atómico, denominado número atómico, es el que determina las propiedades químicas del átomo en cuestión. Los protones poseen carga eléctrica positiva y una masa 1.836 veces mayor de la de los electrones. Neutrón, partícula elemental que constituye parte del núcleo de los átomos. áto mos. Fueron descubiertos en 1930 por dos físicos alemanes,Walter Bothe y Herbert Becker. La masa del d el neutrón es ligeramente superior a la del protón, protón , pero el número de neutrones en el núcleo no determina las propiedades químicas del átomo, aunque sí su estabilidad frente a posibles procesos nucleares (fisión, fusión o emisión de radiactividad). Los neutrones carecen de carga eléctrica, y son inestables cuando se hallan fuera del núcleo, desintegrándose para dar un protón, un electrón y un antineutrino. Electrón, partícula elemental que constituye parte de cualquier átomo, descubierta en 1897 por J. J. Thomson. Los electrones de un átomo giran en torno a su núcleo, formando la denominada corteza electrónica. La masa del electrón e lectrón es
1836 veces menor que la del protón y tiene carga opuesta, es decir, negativa. En condiciones normales un átomo tiene el mismo número de protones que electrones, lo que convierte a los átomos en entidades eléctricamente neutras. Si un átomo capta o pierde electrones, se convierte en un ion. Demócrito, filosofo griego, fue probablemente de los primeros en creer que la materia estaba constituida por partículas que denominaron átomos, palabra que significa "sin división", ya que consideraban el átomo como único e indivisible. Se basaba, no en pruebas experimentales, sino en un razonamiento que puede sintetizarse así: un trozo de metal puede cortarse en 2 pedazos y cada uno de éstos en dos pedazos más...; estos pueden dividirse sucesivamente hasta llegar a un momento en que se obtenga una partícula que ya no sea posible dividirla: el átomo. Pensaba que los átomos tendrían formas y tamaños distintos: 1. esféricos 2. cilíndricos 3. irregulares Empédocles, otro filósofo griego, no creía en tal teoría y postulaba la idea de que la materia estaba constituida por 4 elementos que se combinaban entre sí. Según él, la vida sólo era posible donde había humedad: una flor sin agua se muere; luego el primer elemento era el agua. Pero el agua no es sólida, se escapa de las manos. Una montaña no puede estar formada de agua y necesita, por tanto, otro elemento que le dé consistencia, solidez. La tierra fue el segundo elemento de que habló Empédocles, pues, a su juicio, daba consistencia al agua. Sin embargo, el barro que resultaba de esta mezcla era muy blando. Creyó entonces que quien le daba dureza era un tercer elemento, el aire, pues seca o evapora el agua que contienen las cosas. Por último, Empédocles consideró el fuego como 4º elemento. Posteriormente transcurre un largo período en la historia de la Química, la Alquimia, donde la preocupación primordial es tratar de convertir los metales conocidos en oro. Hacia el 1800, el profesor inglés John Dalton recogió la idea del átomo que dio el filosofo Demócrito, si bien esta vez basándose en métodos experimentales. Mediante el estudio de las leyes ponderales, concluye que: a) la materia está constituida por partículas indivisibles (átomos), b) todos los átomos de un mismo elemento químico son iguales, c) los átomos de elementos diferentes son también diferentes.
La visión moderna de la estructura atómica A lo largo de la historia se han propuesto múltiples modelos que han intentado explicar la estructura y el comportamiento del átomo, no obstante el avance de la ciencia química permitido que muchos de ellos pasarán a ser un intento no acertado, y que pronto fuesen reemplazados por nuevas teorías que fueron obtenidas a partir de la experimentación con estas partículas diminutas. En todo este periodo el número de partículas subatómicas ha crecido mucho y continúa haciéndolo. Sin embargo para los intereses de la química se puede adoptar una visión sencilla del átomo, la cual considera únicamente a tres partículas subatómicas: el electrón, el neutrón y el protón, las cuales se relacionan de manera muy directa con el comportamiento atómico, y desde una perspectiva generalizada son suficientes para predecir de manera aceptable los diversos procesos químicos en los cuales se implican. Los electrones poseen carga eléctrica negativa (-), mientras que los protones poseen carga positiva (+), los neutrones carecen de carga eléctrica alguna (de ahí el nombre que llevan). La magnitud de la carga eléctrica de los electrones y protones es la misma (1.602E-19 Coulombs), siendo diferenciadas únicamente por el signo que les antecede respectivamente. Todo átomo tiene igual número de electrones que de protones, por lo cual los átomos no tienen una carga eléctrica neta.
Los protones y neutrones residen en el núcleo del átomo, siendo éste extremadamente pequeño en comparación con el volumen total del átomo. La mayor parte del volumen atómico es el espacio en el que se encuentran los electrones en sus respectivos niveles de energía y orbitales atómicos. Los electrones son atraídos hacia el núcleo por los protones, esto debido a la fuerza electrostática resultante entre partículas de cargas opuestas. Es decir, Solo estas tres partículas subatómicas afectan el comportamiento químico: el protón, el neutrón y el electrón. La carga de un electrón es -1.602 X 10-19C, y la de un protón es +1.602 X 1019C. la cantidad 1.602 X 10-19C se denomina carga electrónica. La carga del electrón es 1- y el protón 1+. Los neutrones no están cargados; es decir son eléctricamente neutros (de ahí su nombre). Dado que los átomos tienen números iguales de protones y neutrones, no tienen carga eléctrica. Los protones y neutrones residen juntos en el núcleo del átomo, que es extremadamente pequeño. Prácticamente todo el volumen de un átomo es el
espacio en el que residen los electrones. Los electrones son atraídos hacia los protones del núcleo por la fuerza que existe entre partículas con carga eléctrica opuesta. Se utiliza en masa la unidad de masa atómica (uma). 1uma = 1.66054 X 10-24g. Una unidad que se emplea para expresar dimensiones atómicas aun si ser del SI es el angstrom (Å). 1Å = 10-10m por lo tanto los átomos tienen diámetros del orden de 1 - 5Å. Ejemplo el diámetro del Cl = 200pm ó 2.0Å
