Postulados de Dalton sobre la Estructura de la Materia

Los postulados de Dalton, fundamentales en la historia de la química, establecen los siguientes principios:

1. La materia se compone de partículas diminutas, indivisibles e indestructibles llamadas átomos.
2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos en masa y propiedades.
3. Los átomos de diferentes elementos poseen distinta masa y propiedades.
4. Los átomos de distintos elementos pueden combinarse en proporciones fijas para formar compuestos.
5. En las reacciones químicas, los átomos se reorganizan, pero ningún átomo de un elemento desaparece o se convierte en un átomo de otro elemento.

Partículas Subatómicas: Electrones, Protones y Neutrones

El átomo se compone de tres partículas subatómicas principales:

• Electrones: Partículas con carga negativa y masa muy pequeña.
• Protones: Partículas con carga positiva y una masa aproximadamente 1837 veces mayor que la de los electrones.
• Neutrones: Partículas sin carga eléctrica y con una masa similar a la de los protones.

Estas partículas se representan comúnmente como: electrón (e^–), protón (p⁺) y neutrón (n⁰).

Modelos Atómicos: Una Evolución Histórica

Un modelo atómico es una representación conceptual que busca explicar las propiedades y el comportamiento de los átomos.

Modelo Atómico de Rutherford

Rutherford propuso un modelo con un núcleo central y una periferia:

• Núcleo: Región muy pequeña en el centro del átomo que concentra la mayor parte de la masa y contiene los protones (carga positiva).
• Corteza: Zona extensa alrededor del núcleo donde los electrones giran.

Limitaciones del Modelo de Rutherford:

• Estabilidad del átomo: Según la física clásica, un electrón girando debería perder energía y colapsar sobre el núcleo, lo que no ocurre.
• Espectros atómicos: El modelo no explicaba los espectros de emisión discretos (líneas de colores específicos) observados en los átomos excitados.

Modelo Atómico de Thomson

En 1904, J.J. Thomson propuso un modelo en el que el átomo era una esfera maciza de carga positiva con electrones incrustados, como «pasas en un pudín».

Modelo Atómico de Bohr

En 1913, Niels Bohr introdujo un modelo que incorporaba los niveles de energía:

• Los electrones giran en órbitas circulares específicas alrededor del núcleo sin emitir energía.
• Cada órbita tiene una energía definida; las órbitas más alejadas tienen mayor energía.
• Los electrones pueden saltar entre órbitas absorbiendo o emitiendo energía en forma de radiación (lo que explica los espectros atómicos).

Bohr estableció un número máximo de electrones por nivel: 2 en el primero, 8 en el segundo, 18 en el tercero, 32 en el cuarto, y así sucesivamente.

Los postulados clave son:

1. Electrones en órbitas circulares y estacionarias.
2. Número limitado de electrones por órbita, con energía específica.
3. Emisión o absorción de energía al cambiar de órbita.

Modelo Atómico Actual (Modelo Cuántico)

El modelo actual, basado en la mecánica cuántica, describe el átomo con mayor precisión:

• Núcleo: Contiene protones y neutrones (descubiertos en 1932).
• Corteza: Los electrones no siguen órbitas definidas, sino que se distribuyen en orbitales.

Arnold Sommerfeld, en 1915, mejoró el modelo de Bohr al incluir órbitas elípticas. El concepto de órbita fue reemplazado por el de orbital.

Un orbital es una región alrededor del núcleo donde existe una alta probabilidad de encontrar un electrón con una energía específica.

Conceptos Clave en la Estructura Atómica

• Número Atómico (Z): Número de protones en el núcleo de un átomo. Define al elemento.
• Número Másico (A): Suma de protones y neutrones en el núcleo.
• Configuración Electrónica: Distribución de los electrones alrededor del núcleo en los diferentes niveles y orbitales.
• Isótopos: Átomos del mismo elemento (mismo Z) pero con diferente número de neutrones (diferente A).