Wikipedia

Diferencia entre revisiones de «Átomo»

Explorar historial interactivamente
← Ir a diferencia anteriorIr a siguiente diferencia →
Contenido eliminado Contenido añadido
VisualWikitexto
AVBOT (discusión · contribs.)
595 099 ediciones
m BOT - Posible blanqueo de 200.113.27.174, revirtiendo hasta la edición 26915026 de Manuelt15. ¿Hubo un error?
Página blanqueada
Línea 1:
{{referencias}}
[[Archivo:Helium atom QM.svg|thumb|Representación de un átomo de [[helio]].]]
 
En [[química]] y [[física]], '''átomo''' (del [[latín]] ''atomus'', y éste del [[idioma griego|griego]] ''άτομος'', ''indivisible'') es la unidad más pequeña de un [[elemento químico]] que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos [[química|químicos]].
 
El concepto de átomo como bloque básico e indivisible que compone la [[materia]] del [[universo]] ya fue postulado por la [[Atomismo|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 [[Partícula subatómica|partículas]] más pequeñas.<ref>{{Cita web
| nombre=Hans | apellido=Haubold | coautores=Mathai, A. M. | año=1998 | url=http://www.columbia.edu/~ah297/unesa/universe/universe-chapter3.html | título=Microcosmos: From Leucippus to Yukawa | obra=Structure of the Universe | editorial=Common Sense Science | fechaacceso=2008-01-17}}</ref><ref>Harrison (2003:123–139).</ref>
 
== Estructura atómica ==
 
La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de [[Carga eléctrica|carga]] positiva formado por [[protón|protones]] y [[neutrón|neutrones]], en conjunto conocidos como [[nucleón]], alrededor del cual se encuentra una [[nube de electrones]] de carga negativa.
 
=== El núcleo atómico ===
{{AP|Núcleo atómico}}
 
El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases:
 
* [[protón|Protones]]: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una [[carga elemental]], y 1,67262 × 10<sup>–27</sup> kg y una masa 1837 veces mayor que la del electrón
* [[neutrón|Neutrones]]: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del protón (1,67493 × 10<sup>–27</sup> kg)
El núcleo más sencillo es el del [[hidrógeno]], formado únicamente por un protón. El núcleo del siguiente elemento en la [[tabla periódica]], el [[helio]], se encuentra formado por dos protones y dos neutrones. La cantidad de protones contenidas en el núcleo del átomo se conoce como [[número atómico]], el cual se representa por la letra Z y se escribe en la parte inferior izquierda del [[símbolo químico]]. Es el que distingue a un elemento químico de otro. Según lo descrito anteriormente, el número atómico del hidrógeno es 1 (<sub>1</sub>H), y el del helio, 2 (<sub>2</sub>He).
 
La cantidad total de nucleones que contiene un átomo se conoce como [[número másico]], representado por la letra A y escrito en la parte superior izquierda del símbolo químico. Para los ejemplos dados anteriormente, el número másico del hidrógeno es 1(<sup>1</sup>H), y el del helio, 4(<sup>4</sup>He).
 
Existen también átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, los cuales se conocen como [[isótopo]]s. Por ejemplo, existen tres isótopos naturales del hidrógeno, el '''[[protio]]''' (<sup>1</sup>H), el '''[[deuterio]]''' (<sup>2</sup>H) y el '''[[tritio]]''' (<sup>3</sup>H). Todos poseen las mismas propiedades químicas del hidrógeno, y pueden ser diferenciados únicamente por ciertas propiedades físicas.
 
Otros términos menos utilizados relacionados con la estructura nuclear son los [[isótono]]s, que son átomos con el mismo número de neutrones. Los [[isóbaro]]s son átomos que tienen el mismo número másico.
 
Debido a que los protones tienen cargas positivas se deberían repeler entre sí, sin embargo, el núcleo del átomo mantiene su cohesión debido a la existencia de otra fuerza de mayor magnitud, aunque de menor alcance conocida como la [[interacción nuclear fuerte]].
 
=== Interacciones eléctricas entre protones y electrones ===
Antes del [[experimento de Rutherford]] la comunidad científica aceptaba el [[modelo atómico de Thomson]], situación que varió después de la experiencia de [[Rutherford]]. Los modelos posteriores se basan en una estructura de los átomos con una masa central cargada positivamente rodeada de una nube de carga negativa.<ref name="Rañada">Antonio Rañada(1990), ''Dinámica Clásica''. Madrid, Alianza Editorial, S. A. 84-206-8133-4</ref>
 
Este tipo de estructura del átomo llevó a Rutherford a proponer su modelo en que los electrones se moverían alrededor del núcleo en órbitas. Este modelo tiene una dificultad proveniente del hecho de que una particula cargada acelerada, como sería necesario para mantenerse en órbita, radiaria radiación electromagnética, perdiendo energía. Las [[leyes de Newton]], junto con la [[ecuaciones de Maxwell]] del electromagnetismo aplicadas al átomo de Rutherford llevan a que en un tiempo del orden de <math>10^{-10}</math>s, toda la energía del átomo se habría radiado, con la consiguiente caída de los electrones sobre el núcleo.<ref name="Bransden">B.H. Bransden and C.J. Joachain (1992), ''Physics of Atomos and Molecules''. Harlow-Essex-England, Longman Group Limited. 0-582-44401-2</ref>
 
=== Nube electrónica ===
{{AP|Nube de electrones}}
 
Alrededor del núcleo se encuentran los electrones que son partículas elementales de carga negativa igual a una [[carga elemental]] y con una masa de 9,10 × 10<sup>–31</sup> kg
 
La cantidad de electrones de un átomo en su estado [[basal]] es igual a la cantidad de protones que contiene en el núcleo, es decir, al número atómico, por lo que un átomo en estas condiciones tiene una carga eléctrica neta igual a 0.
 
A diferencia de los nucleones, un átomo puede perder o adquirir algunos de sus electrones sin modificar su identidad química, transformándose en un [[ion]], una partícula con carga neta diferente de cero.
 
El concepto de que los electrones se encuentran en órbitas satelitales alrededor del núcleo se ha abandonado en favor de la concepción de una nube de electrones deslocalizados o difusos en el espacio, el cual representa mejor el comportamiento de los electrones descrito por la [[mecánica cuántica]] únicamente como funciones de densidad de probabilidad de encontrar un electrón en una región finita de espacio alrededor del núcleo.
 
=== Dimensiones atómicas ===
La mayor parte de la masa de un átomo se concentra en el núcleo, formado por los protones y los neutrones, ambos conocidos como [[nucleón|nucleones]], los cuales son 1836 y 1838 veces más pesados que el electrón respectivamente.
 
El tamaño o volumen exacto de un átomo es difícil de calcular, ya que las nubes de electrones no cuentan con bordes definidos, pero puede estimarse razonablemente en 1,0586 × 10<sup>–10</sup> m, el doble del [[radio de Bohr]] para el átomo de [[hidrógeno]]. Si esto se compara con el tamaño de un protón, que es la única partícula que compone el núcleo del hidrógeno, que es aproximadamente 1 × 10<sup>–15</sup> se ve que el núcleo de un átomo es cerca de 100.000 veces menor que el átomo mismo, y sin embargo, concentra prácticamente el 100% de su masa.
 
Para efectos de comparación, si un átomo tuviese el tamaño de un estadio, el núcleo sería del tamaño de una canica colocada en el centro, y los electrones, como partículas de polvo agitadas por el viento alrededor de los asientos.
 
== Historia de la teoría atómica ==
 
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 se realizó hasta en [[1773]] el químico francés [[Antoine-Laurent de Lavoisier]] postuló su enunciado: ''"La materia no se crea ni se destruye, simplemente se transforma."''; 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]] [[Amedeo Avogadro]], físico italiano, 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 [[molécula]]s poliatómicas con lo que se comenzó a distinguir entre átomos y moléculas.
 
El químico ruso [[Dimitri Mendeleyev|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 [[Niels Bohr|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.
 
== Evolución del modelo atómico ==
[[Archivo:Elementos basicos materia.png|thumb|200px|Los elementos básicos de la materia son 3.]]
[[Archivo:Cuadro general partículas.png|thumb|200px|Cuadro general de las partículas, quarks y leptones.]]
[[Archivo:Bariones mesones.png|thumb|left|200px|Diferencia entre los bariones y los mesones.]]
[[Archivo:Fermiones bosones.png|thumb|left|200px|Diferencia entre fermiones y bosones.]]
[[Archivo:Tamaña relativo materia.png|thumb|200px|Tamaño relativo de las diferentes partículas atómicas]]
 
 
La concepción del átomo que se ha tenido a lo largo de la historia ha variado de acuerdo a los descubrimientos realizados en el campo de la física y la química. A continuación se hará una exposición de los modelos atómicos propuestos por los científicos de diferentes épocas. Algunos de ellos son completamente obsoletos para explicar los fenómenos observados actualmente, pero se incluyen a manera de reseña histórica.
 
=== Modelo de Dalton ===
{{AP|Modelo atómico de John Dalton}}
 
Fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en [[1808]] por [[John Dalton]], quien imaginaba a los átomos como diminutas esferas.<ref>Rincón Arce, Alvaro (1983) ABC de Química Primer Curso, Editorial Herrero, México, ISBN: 968-420-294-6.</ref> Este primer modelo atómico postulaba:
 
*La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
*Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes.
*Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas.
*Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
*Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
*Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.
 
Sin embargo desapareció ante el modelo de Thomson ya que no explica los rayos catódicos, la radioactividad ni la presencia de los electrones (e-) o protones(p+).
 
=== Modelo de Thomson ===
[[Archivo:The_Modern_Atom_Model.png|thumbnail|200px|Modelo atómico moderno]]
[[Archivo:AOs-1s-2pz.png|thumbnail|200px|Funciones de onda de los primeros orbitales atómicos]]
[[Archivo:Plum pudding atom.svg|thumbnail|200px|Modelo atómico de Thomson]]
 
{{AP|Modelo atómico de Thomson}}
 
Luego del descubrimiento del electrón en [[1897]] por [[Joseph John Thomson]], se determinó que la materia se componía de dos partes, una negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban según este modelo inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel (de la analogía del inglés ''plum-pudding model'') o uvas en gelatina. Posteriormente [[Jean Perrin]] propuso un modelo modificado a partir del de Thompson donde las "pasas" (electrones) se situaban en la parte exterior del "pastel" (la carga positiva).
 
 
==== Detalles del modelo atómico ====
Para explicar la formación de iones, positivos y negativos, y la presencia de los electrones dentro de la estructura atómica, Thomson ideó un átomo parecido a un pastel de frutas.
Una nube positiva que contenía las pequeñas partículas negativas (los electrones) suspendidos en ella. El número de cargas negativas era el adecuado para neutralizar la carga positiva.
En el caso de que el átomo perdiera un electrón, la estructura quedaría positiva; y si ganaba, la carga final sería negativa. De esta forma, explicaba la formación de iones; pero dejó sin explicación la existencia de las otras radiaciones.
 
=== Modelo de Rutherford ===
 
[[Archivo:Rutherford atom.svg|thumbnail|left|170px|Modelo atómico de Rutherford]]
 
{{AP|Modelo atómico de Rutherford}}
 
Este modelo fue desarrollado por el físico [[Ernest Rutherford]] a partir de los resultados obtenidos en lo que hoy se conoce como el [[experimento de Rutherford]] en 1911. Representa un avance sobre el modelo de Thomson, ya que mantiene que el átomo se compone de una parte positiva y una negativa, sin embargo, a diferencia del anterior, postula que la parte positiva se concentra en un núcleo, el cual también contiene virtualmente toda la masa del átomo, mientras que los electrones se ubican en una corteza orbitando al núcleo en órbitas circulares o elípticas con un espacio vacío entre ellos. A pesar de ser un modelo obsoleto, es la percepción más común del átomo del público no científico.
Rutherford predijo la existencia del neutrón en el año [[1920]], por esa razón en el modelo anterior (Thomson), no se habla de éste.
 
 
Por desgracia, el modelo atómico de Rutherford presentaba varias incongruencias:
* Contradecía las leyes del [[electromagnetismo]] de [[James Clerk Maxwell]], las cuales estaban muy comprobadas mediante datos experimentales. Según las leyes de Maxwell, una carga eléctrica en movimiento (en este caso el electrón) debería emitir energía constantemente en forma de [[radiación]] y llegaría un momento en que el electrón caería sobre el núcleo y la materia se destruiría. Todo ocurriría muy brevemente.
* No explicaba los [[espectros atómicos]].
 
=== Modelo de Bohr ===
 
[[Archivo:Modelo de Bohr.png|thumbnail|200px|right|Modelo atómico de Bohr]]
{{AP|Modelo atómico de Bohr}}
 
Este modelo es estrictamente un modelo del átomo de hidrógeno tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, [[Niels Bohr]] trata de incorporar los fenómenos de absorción y emisión de los gases, así como la nueva [[mecánica cuántica|teoría de la cuantización de la energía]] desarrollada por [[Max Planck]] y el fenómeno del [[efecto fotoeléctrico]] observado por [[Albert Einstein]].
 
“El átomo es un pequeño sistema solar con un núcleo en el centro y electrones moviéndose alrededor del núcleo en orbitas bien definidas.”
Las orbitas están cuantizadas (los e- pueden estar solo en ciertas orbitas)
* Cada orbita tiene una energía asociada. La más externa es la de mayor energía.
* Los electrones no radian energía (luz) mientras permanezcan en orbitas estables.
* Los electrones pueden saltar de una a otra orbita. Si lo hace desde una de menor energía a una de mayor energía absorbe un cuanto de energía (una cantidad) igual a la diferencia de energía asociada a cada orbita. Si pasa de una de mayor a una de menor, pierde energía en forma de radiación (luz).
El mayor éxito de Bohr fue dar la explicación al espectro de emisión del hidrogeno. Pero solo la luz de este elemento.
Proporciona una base para el carácter cuántico de la luz, el fotón es emitido cuando un electrón cae de una orbita a otra, siendo un pulso de energía radiada.
Bohr no puede explicar la existencia de orbitas estables y para la condición de cuantización.
Bohr encontró que el momento angular del electrón es h/2π por un método que no puede justificar.
 
=== Modelo de Schrödinger: modelo actual ===
 
[[Archivo:HAtomOrbitals.png|thumb|left|Densidad de probabilidad de ubicación de un electrón para los primeros niveles de energía.]]
 
{{AP|Modelo atómico de Schrödinger}}
 
Después de que [[Louis-Victor de Broglie]] propuso la [[Dualidad onda-corpúsculo|naturaleza ondulatoria de la materia]] en [[1924]], la cual fue generalizada por [[Erwin Schrödinger]] en [[1926]], se actualizó nuevamente el modelo del átomo.
 
En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo, que es una extrapolación de la experiencia a nivel macroscópico hacia las diminutas dimensiones del átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a los electrones por medio de una [[función de onda]], el cuadrado de la cual representa la ''probabilidad de presencia'' en una región delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce como [[orbital atómico|orbital]]. La gráfica siguiente muestra los orbitales para los primeros niveles de energía disponibles en el átomo de hidrógeno y oxígeno.
 
<br clear="all" />
 
== Referencias ==
{{listaref}}
*[http://teachers.web.cern.ch/teachers/archiv/HST2003/publish/standard%20model/History/layer1.htm Cronología del modelo atómico (en inglés)].
*{{cita web|
|apellido = Sokolovsky
|nombre = Silvia
|enlaceautor =
|título = El Átomo
|año = [[2002]]
|url = http://soko.com.ar/Fisica/cuantica/Atomo.htm
|fechaacceso =
}}.
*[http://public.web.cern.ch/public/Content/Chapters/AboutCERN/WhyStudyPrtcles/UniverseBricks/UniverseBricks-en.html Bricks of the Universe: the Building Blocks of Matter] (material divulgativo del [[CERN]]).
 
== Véase también ==
 
*[[Molécula]]
*[[Tabla periódica de los elementos]]
*[[Modelo estándar de física de partículas]]
*[[Fisión nuclear|Fisión]] y [[fusión nuclear|fusión]] nuclear
*[[Acelerador de partículas]]
*[[Medicina nuclear]]
*[[Arma nuclear]]
 
== Enlaces externos ==
{{commons|atom|Átomo}}
*[http://www.energia.4d2.net/ Energía nuclear: el poder del átomo]
 
{{bueno|no}}
 
{{destacado|en}}
{{destacado|lmo}}
{{Bueno|uk}}
{{Bueno|zh}}
 
{{destacado|zh}}
 
[[Categoría:Física atómica|Azztomo]]
[[Categoría:Física de partículas|Azztomo]]
[[Categoría:Química nuclear|Azztomo]]
 
[[af:Atoom]]
[[an:Atomo]]
[[ar:ذرة]]
[[ast:Átomu]]
[[az:Atom]]
[[bar:Atom]]
[[bat-smg:Atuoms]]
[[be:Атам]]
[[be-x-old:Атам]]
[[bg:Атом]]
[[bn:পরমাণু]]
[[br:Atom]]
[[bs:Atom]]
[[bug:Atong]]
[[ca:Àtom]]
[[cs:Atom]]
[[cy:Atom]]
[[da:Atom]]
[[de:Atom]]
[[dsb:Atom]]
[[el:Άτομο]]
[[en:Atom]]
[[eo:Atomo]]
[[et:Aatom]]
[[eu:Atomo]]
[[ext:Átomu]]
[[fa:اتم]]
[[fi:Atomi]]
[[fiu-vro:Aadom]]
[[fo:Atom]]
[[fr:Atome]]
[[fy:Atoom]]
[[ga:Adamh]]
[[gl:Átomo]]
[[haw:ʻĀtoma]]
[[he:אטום]]
[[hi:परमाणु]]
[[hr:Atom]]
[[hsb:Atom]]
[[ht:Atòm]]
[[hu:Atom]]
[[ia:Atomo]]
[[id:Atom]]
[[io:Atomo]]
[[is:Frumeind]]
[[it:Atomo]]
[[ja:原子]]
[[jbo:ratni]]
[[ka:ატომი]]
[[kk:Атом]]
[[kn:ಅಣು]]
[[ko:원자]]
[[ku:Atom]]
[[la:Atomus]]
[[lb:Atom]]
[[lmo:Atom]]
[[ln:Atome]]
[[lt:Atomas]]
[[lv:Atoms]]
[[mk:Атом]]
[[ml:അണു]]
[[mn:Атом]]
[[mr:अणू]]
[[ms:Atom]]
[[nds:Atom]]
[[ne:अणु]]
[[new:अणु]]
[[nl:Atoom]]
[[nn:Atom]]
[[no:Atom]]
[[nov:Atome]]
[[nrm:Atôme]]
[[os:Атом]]
[[pam:Atom]]
[[pih:Etem]]
[[pl:Atom]]
[[pt:Átomo]]
[[qu:Iñuku]]
[[ro:Atom]]
[[ru:Атом]]
[[scn:Àtumu]]
[[sco:Atom]]
[[sh:Atom]]
[[si:පරමාණු]]
[[simple:Atom]]
[[sk:Atóm]]
[[sl:Atom]]
[[sq:Atomi]]
[[sr:Атом]]
[[srn:Atomi]]
[[stq:Atom]]
[[su:Atom]]
[[sv:Atom]]
[[sw:Atomi]]
[[szl:Atům]]
[[ta:அணு]]
[[tg:Атом]]
[[th:อะตอม]]
[[tl:Atomo]]
[[tr:Atom]]
[[uk:Атом]]
[[uz:Atom]]
[[vi:Nguyên tử]]
[[yi:אטאם]]
[[yo:Átọ́mù]]
[[zh:原子]]
[[zh-min-nan:Goân-chú]]
[[zh-yue:原子]]
Obtenido de «https://es.wikipedia.org/wiki/Átomo»