Durante siglos, la humanidad ha investigado a los átomos: partículas fundamentales de la materia. Estos átomos son tan pequeños que no es posible verlos, por lo que a lo largo de los años los científicos han propuesto modelos y teorías acerca de cómo son. A continuación se comparan tres de los primeros modelos atómicos que anteceden al modelo atómico actual.
Modelo atómico de Thomson
Modelo atómico de Rutherford
Modelo atómico de Bohr
Científico responsable
Joseph Thomson
(1856 – 1940)
Ernest Rutherford
(1871 – 1937)
Niels Bohr
(1885 – 1962 )
Año de propuesta del modelo
1904
1911
1913
Forma del átomo
Esfera maciza de materia con carga positiva y partículas incrustadas con carga negativa.
Esfera maciza con carga positiva rodeada de pequeñas partículas con carga negativa.
Esfera maciza con carga positiva rodeada de pequeñas partículas con carga negativa.
Descubrimiento experimental
Los electrones: partículas diminutas con carga eléctrica negativa ubicadas dentro del átomo.
El núcleo: zona central del átomo, muy pequeña.
Espectros atómicos: radiación emitida por los átomos excitados de los elementos en estado gaseoso.
Núcleo
No posee.
Sí posee. Está cargado positivamente.
Sí posee. Está cargado positivamente.
Masa del átomo
Concentrada en toda la esfera maciza de materia.
Concentrada en el núcleo.
Concentrada en el núcleo.
Ubicación de electrones
Incrustados en la esfera positiva.
Alrededor del núcleo, en el espacio vacío.
Alrededor del núcleo, en órbitas circulares.
Movimiento de electrones
No posee.
Giran constantemente cerca del núcleo, en el vacío.
Giran constantemente cerca del núcleo en niveles definidos de energía.
Cantidad de cargas
Igual cantidad de cargas positivas y negativas. El átomo es neutro.
Igual cantidad de cargas positivas y negativas. El átomo es neutro.
Igual cantidad de cargas positivas y negativas. El átomo es neutro.
Las cargas eléctricas son el resultado de la necesidad de dar una explicación a la repulsión y atracción que presentan determinados materiales. Las cargas negativas son los electrones, responsables de los fenómenos eléctricos.
La materia está compuesta por átomos, éstos a su vez poseen partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones.
Según la carga de estas partículas se tiene que:
Los protones (p+) son positivos.
Los electrones (e–) son negativos.
Los neutrones (n°) son neutros.
La electricidad y los átomos son el conjunto de conceptos que permiten comprender la interacción entre las partículas que se encuentran en los átomos. Los electrones poseen menos masa que los protones y los neutrones, esto les facilita desplazarse y escapar de sus órbitas.
CARGA ELÉCTRICA
Es una propiedad física que poseen las partículas subatómicas, esta propiedad se manifiesta mediante las fuerzas de atracción y de repulsión que presentan dichas partículas. Cuando la materia está cargada eléctricamente sufre la influencia de los campos magnéticos y también puede generarlos.
Con respecto a las cargas, se tiene que cuando se aproximan dos cargas eléctricas del mismo signo, éstas se repelen o rechazan, mientras que si son de signos contrarios se atraerán.
cargas eléctricas y modelo actual del átomo
En los modelos atómicos que se desarrollaron desde principio del siglo XIX y hasta la actualidad se ha tratado de explicar la disposición de las cargas en los átomos y sus interacciones. Actualmente se sabe que los átomos contienen en su núcleo protones y neutrones, cuyas masas son similares. Los electrones se encuentran distribuidos en una nube electrónica alrededor del núcleo.
El ámbar tiene propiedades de atracción eléctrica luego de ser frotado con tela o piel, su nombre en griego antiguo era elektrón, de allí deriva la palabra electricidad.
A principios del siglo XX se estableció que los átomos de un mismo elemento químico poseen el mismo número de protones. La cantidad de protones se representa con la letra Z y se denomina número atómico. Los átomos neutros poseen la misma cantidad de protones que electrones, en dicho caso Z=p+=e–.
La suma de protones y neutrones en un átomo se representa con la letra A, que significa número másico o número de masa.
Referencia para ubicar número atómico y número másico.
Cada tabla periódica tiene un cuadro de referencias, hay que ver en dicho cuadro la ubicación de la información para poder leer los datos de cualquier elemento que se encuentre en la tabla.
Dado el elemento oxígeno, se observa que:
Z=8 (el átomo tiene 8 protones y como es un átomo neutro también tiene 8 electrones)
A=16 (el número másico se suele redondear para calcular un número entero de neutrones)
Cálculo de neutrones:
A=P++n°
16 = 8+n°
16-8 =n°
n°= 8
En este caso, el número de neutrones es 8.
Conocer estos números es indispensable para poder identificar la cantidad de partículas subatómicas que se encuentran en cada elemento.
IONES
En ocasiones, los átomos pierden o ganan electrones, cuando esto ocurre se convierte en un ión y deja de ser neutro.
Los iones pueden ser:
Positivos: cationes (Ej. Na+)
Negativos: aniones (Ej. Cl–)
ISÓTOPOS
Son átomos de un mismo elemento que poseen la misma cantidad de protones en su núcleo, pero difieren en la cantidad de electrones, lo que incide en variaciones de la masa atómica. La mayoría de los elementos en la naturaleza poseen varios isótopos. Ejemplo:
En los isótopos, la cantidad de protones es la misma, varía el número de neutrones.
los cuerpos y las cargas eléctricas
La atracción y repulsión se da entre los cuerpos debido a una diferencia en las cantidades de electrones y protones que se encuentran en los mismos. Si hay un exceso de cargas positivas con respecto a las cargas negativas, el cuerpo está cargado positivamente, caso contrario estaría cargado negativamente.
CONDUCTORES Y AISLANTES
Los cables que se utilizan para transporte de energía eléctrica poseen conductores cubiertos por aisladores que por lo general son aislantes termoplásticos.
Los portadores de carga (partículas cargadas eléctricamente que se encuentran libres, con movilidad) determinan el tipo de propiedades eléctricas de un material.
Conductores: materiales en los cuales los portadores de carga se mueven con facilidad, por ejemplo, metales como la plata, el hierro, el agua salada, etc.
El cobre es un excelente conductor, ya que posee muy poca resistencia al flujo eléctrico, lo que disminuye en gran medida las pérdidas de calor.
Aislantes: estos materiales contienen portadores de carga que no se mueven con facilidad. Se denominan también aisladores y algunos de ellos son el vidrio, los plásticos, el agua pura, el azufre, la madera seca, etc.
Semiconductores: materiales que puros son buenos aislantes y en condiciones particulares buenos conductores, como el silicio y el germanio.
Superconductores: a temperatura ambiente son conductores normales, pero a temperaturas muy bajas son excelentes conductores.
a practicar lo aprendido
Indicar si el siguiente par de partículas se atraen o se repelen.
2. Indicar la cantidad de protones, neutrones y electrones de los siguientes elementos:
a) Carbono
b) Flúor
3. Subrayar los cationes:
a) K+1 b) O-2 c) Mg+2 d) F-1
4. Buscar en la sopa de letras cuatro aislantes:
RESPUESTAS
Las partículas se atraen porque poseen distinta carga.
a) Carbono: 6 protones, 6 electrones y 6 neutrones.b) Flúor: 9 protones, 9 electrones y 10 neutrones.
Subrayar o marcar los cationes:a) K+1 b) O-2 c) Mg+2 d) F-1
Pista: puedes encontrar las palabras tanto de izquierda a derecha, como en diagonal y también de arriba hacia abajo o a la inversa. La palabras son: vidrio, madera, azufre y plástico.
¿Sabías qué...?
La masa del electrón es alrededor de 1.800 veces menor que la de protones y neutrones.
VOLVER A LOS ARTÍCULOS
