Estructura de los atomos

Estructura de los atomos

protón

Los protones, neutrones y electrones se conocen como partículas subatómicas. Las propiedades de las partículas subatómicas se indican en la siguiente tabla. Las partículas subatómicas presentes en el núcleo se conocen como nucleones (por ejemplo, protones y neutrones). Los protones y los neutrones tienen una masa casi idéntica, mientras que los electrones son mucho más pequeños que los otros dos. Los átomos son especies sin carga debido a la presencia de un número igual de protones y electrones.

El número atómico (Z) es el número de protones presentes en el núcleo de un átomo. Dado que un átomo contiene un número igual de protones y electrones, el número atómico también indica el número de electrones presentes en un átomo.

la estructura de los átomos clave de respuesta

Un átomo es la unidad de materia más pequeña que conserva todas las propiedades químicas de un elemento. Los átomos se combinan para formar moléculas, que luego interactúan para formar sólidos, gases o líquidos. Por ejemplo, el agua está compuesta por átomos de hidrógeno y oxígeno que se han combinado para formar moléculas de agua. Muchos procesos biológicos se dedican a descomponer las moléculas en los átomos que las componen para poder volver a ensamblarlas en una molécula más útil.

Los átomos están formados por tres partículas básicas: protones, electrones y neutrones. El núcleo (centro) del átomo contiene los protones (con carga positiva) y los neutrones (sin carga). Las regiones más externas del átomo se denominan envolturas electrónicas y contienen los electrones (con carga negativa). Los átomos tienen diferentes propiedades según la disposición y el número de sus partículas básicas.

diagrama del átomo

Una vez introducidos los fundamentos de la estructura atómica y la mecánica cuántica, podemos utilizar nuestra comprensión de los números cuánticos para determinar cómo se relacionan los orbitales atómicos entre sí. Esto nos permite determinar qué orbitales están ocupados por electrones en cada átomo. La disposición específica de los electrones en los orbitales de un átomo determina muchas de sus propiedades químicas.

La energía de los orbitales atómicos aumenta a medida que aumenta el número cuántico principal, n. En cualquier átomo con dos o más electrones, la repulsión entre los electrones hace que las energías de las subcáscaras con diferentes valores de l difieran, de modo que la energía de los orbitales aumenta dentro de una cáscara en el orden s < p < d < f. La figura 6.24 representa cómo se relacionan estas dos tendencias de aumento de energía. El orbital 1s en la parte inferior del diagrama es el orbital con electrones de menor energía. La energía aumenta a medida que subimos a los orbitales 2s y luego 2p, 3s y 3p, mostrando que el valor n creciente tiene más influencia en la energía que el valor l creciente para los átomos pequeños. Sin embargo, este patrón no se mantiene para los átomos más grandes. El orbital 3d tiene mayor energía que el orbital 4s. Este tipo de solapamientos siguen siendo frecuentes a medida que ascendemos en la tabla.

quién descubrió el átomo

El desarrollo de la teoría atómica moderna reveló mucho sobre la estructura interna de los átomos. Se supo que un átomo contiene un núcleo muy pequeño compuesto por protones con carga positiva y neutrones sin carga, rodeado por un volumen de espacio mucho mayor que contiene electrones con carga negativa. El núcleo contiene la mayor parte de la masa del átomo porque los protones y los neutrones son mucho más pesados que los electrones, mientras que los electrones ocupan casi todo el volumen del átomo. El diámetro de un átomo es del orden de 10-10 m, mientras que el diámetro del núcleo es de aproximadamente 10-15 m, unas 100.000 veces menor. Para tener una perspectiva sobre sus tamaños relativos, considere lo siguiente: Si el núcleo fuera del tamaño de un arándano, el átomo sería del tamaño de un estadio de fútbol (Figura \(\PageIndex{1}\)).

Figura \N(\PageIndex{1}): Si un átomo pudiera expandirse hasta el tamaño de un estadio de fútbol, el núcleo tendría el tamaño de un solo arándano. (crédito central: modificación de la obra de «babyknight»/Wikimedia Commons; crédito derecho: modificación de la obra de Paxson Woelber).

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