El átomo

De la misma manera que una colmena está formada por un conjunto de celdas, la materia está formada por moléculas que a su vez se constituyen de partículas más pequeñas denominadas átomos. Definimos a este último como la menor cantidad de un elemento químico que tiene existencia propia, lo que no quiere decir que no existan niveles inferiores. De hecho, el átomo está constituido por otras unidades inferiores conocidas como subatómicas.

En la actualidad conocemos 92 átomos naturales, cada uno de ellos es un elemento químico con la capacidad de combinarse. De esta manera se van constituyendo estructuras más grandes (las ya mencionadas moléculas) que aún en este nivel no pueden ser detectadas a simple vista. En sentido creciente, si las moléculas se combinan dan lugar a sustancias, como por ejemplo el agua, el hierro, el azúcar, etc.

La estructura atómica

Arribar a un consenso científico respecto a la estructura del átomo no fue cuestión de unos años. Por el contrario, trabajaron en esta investigación varios estudiosos que tras contrastar empíricamente sus hipótesis dieron lugar a nuevos conocimientos. En la actualidad se adscribe a una teoría que reconoce la existencia de un núcleo de carga positiva y una nube de electrones de carga negativa.

Sin embargo, no estamos haciendo referencia a una estructura estática, sino que por el contrario se encuentra en constante interacción. ¿Cómo adquiere entonces estabilidad el átomo? Gracias a la acción de dos fuerzas opuestas que permiten la distancia entre los electrones y el núcleo. Observemos más de cerca la cuestión.

El núcleo es la parte central del átomo y posee carga positiva gracias a las partículas que lo componen: los neutrones y los protones. Como solamente estas últimas poseen carga eléctrica (positiva) el núcleo adquiere esta carga. De esta manera, se produce una interacción entre las distintas fuerzas que provoca la atracción de los electrones (cargados negativamente) hacia el centro del átomo.

Los modelos atómicos de la materia

La primera persona que utilizó el concepto de átomo en la química fue J. Dalton (1766-1844), aunque su propuesta distaba mucho de ser definitiva. El científico británico propuso la existencia de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables, cuya masa y propiedades características eran diferentes de un elemento a otro.

Este primitivo modelo fue superado en 1897 por J. Thomson (1856-1940), quien demostró la existencia de los electrones y permitió avanzar en la teorización de una nueva estructura del átomo. En este sentido, propuso la imagen de una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones.

E. Rutherford (1871-1937) inauguró el siglo XX brindando nuevas propuestas que permitían acercarse más a la concepción actual del átomo. En 1911 inició una serie de experimentos que le permitieron arribar finalmente al concepto de núcleo atómico. De esta manera logró demostrar que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que en realidad están en su mayor parte vacíos, salvo en su centro, donde hay un diminuto núcleo. Los electrones, entonces, debían encontrarse girando alrededor suyo.

Sin embargo, aún existían contradicciones insalvables en el modelo atómico de Rutherford. Para resolver estas cuestiones N. Bohr (1885-1962) desarrolló en 1913 un modelo de átomo que utilizaba la idea de la cuantificación de la energía. Su teoría original, que consideraba únicamente órbitas circulares, fue ampliada a órbitas elípticas por A. Sommerfeld en 1915.