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El átomo: qué es, estructura y modelos atómicos

El átomo es la unidad básica de la materia, es decir, la parcela más pequeña en la que puede dividirse un elemento sin perder sus propiedades químicas.

Los átomos están formados por un núcleo compuesto por partículas de protones y neutrones y por electrones que orbitan alrededor del núcleo, formando la electroesfera.

La palabra átomo es de origen griego y significa «indivisible». Hasta el siglo XIX se creía que el átomo era la parte más pequeña de la materia, es decir, que era imposible dividirlo.

Un átomo está formado por protones y neutrones en el núcleo y electrones en la electrosfera.

Estructura y composición de un átomo

Los átomos son paquetes muy pequeños de materia, tan pequeños que no se pueden ver con los microscopios ordinarios.

Su estructura está formada por un núcleo infinitesimalmente pequeño y denso compuesto por protones y neutrones y una electroesfera compuesta por electrones.

  • Protones (p): partículas positivas y con masa unitaria.
  • Neutrones (n): partículas neutras (sin carga) y con masa unitaria.
  • Electrones (e): partículas negativas y prácticamente sin masa, en constante movimiento orbital alrededor del núcleo.

Se trata de un sistema de gestión de la información.
El núcleo representa el 99,9% de la masa de un átomo. La masa de los electrones es prácticamente irrelevante: un electrón tiene una masa 1836 veces menor que la de los protones y neutrones.

El movimiento de los electrones alrededor del núcleo forma un campo electromagnético. Los electrones orbitan alrededor del núcleo a una velocidad tan alta que, si fuera posible ver el átomo, la electrosfera se vería como una nube alrededor del núcleo.

Los átomos son eléctricamente neutros: tienen el mismo valor absoluto de protones (+) y de electrones (-), por lo que su carga es cero.

Si un átomo recibe o pierde electrones, deja de ser un átomo y se convierte en un ion, que puede tener carga positiva o negativa:

  • Si recibe electrones, se carga negativamente y se convierte en un anión.
  • Si pierde electrones, se carga positivamente y se convierte en un catión.

Se trata de un sistema de gestión de la información.
Comprende qué es la materia y aprende más sobre cationes y aniones.

Estructura de la electroesfera

La electrosfera está formada por electrones en movimiento orbital, pero estos electrones no están dispuestos al azar, sino que hay capas de electrones en las que se distribuyen estas partículas.

Un átomo puede tener hasta siete capas electrónicas. Cada una de estas capas tiene diferentes niveles de energía, siendo la capa más externa la más energética.

Estas capas están representadas por las siguientes letras: K, L, M, N, O, P, Q. K es la capa más cercana al núcleo.

No todos los átomos tienen las 7 capas, el mercurio por ejemplo sólo tiene 6. Pero independientemente del número de capas, es una regla que la última no puede tener más de 8 electrones.

Las capas electrónicas se dividen además en subniveles energéticos, representados por las letras: s, p, d, f..

Historia del átomo y de los modelos atómicos

La idea de que la materia podía dividirse en pequeñas partes hasta llegar a una unidad tan pequeña que ya no podía dividirse existía desde la época de la antigua Grecia.

Demócrito, hacia el año 400 a.C., fue el primer científico que postuló la existencia de esta diminuta partícula y le dio el nombre de «átomo», que en griego significa «indivisible».

Fue en 1803 cuando se elaboró la primera teoría consistente sobre los átomos. John Dalton sostuvo que el átomo era la parte más pequeña de la materia y que era indivisible.

A lo largo de los siglos siguientes, con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, se hicieron nuevos descubrimientos sobre esta partícula y se postularon en diferentes modelos atómicos.

1803 – El modelo de Dalton

Desarrollado por el profesor John Dalton en 1803, este modelo se conoció como el modelo de la bola de billar, porque según él los átomos eran esferas masivas, indivisibles e indestructibles.

1898 – El modelo de Thomson

Joseph Thomson descubrió la existencia de los electrones y, según su modelo, estas cargas estarían distribuidas uniformemente en el átomo, con cargas positivas.

El átomo en el modelo de Thomson era esférico en lugar de masivo y se conoció como «pudín de sultanas», donde las sultanas de un pudín representaban las cargas positivas y negativas.

1911 – El modelo de Rutherford

Rutherford hizo un importante descubrimiento sobre el átomo: la existencia de un núcleo. Su modelo decía que el átomo estaba formado por un núcleo y una electroesfera.

En el núcleo estarían los protones y los neutrones y en la electrosfera los electrones. Este modelo se conoció como el «sistema solar».

Lo que Rutherford no pudo explicar fue cómo los electrones no se colapsaron con el núcleo del átomo.

1913 – Modelo Rutherford-Bohr

El modelo de Rutherford se complementó con los descubrimientos realizados por el físico Niels Bohr en 1913. Bohr llegó a la conclusión de que los electrones orbitan la electrosfera en capas de diferentes niveles de energía.

Los electrones no absorben ni liberan energía en este movimiento, por lo que permanecen en una órbita con energía constante, lo que les impide colisionar con el núcleo.

Características de un átomo

Lo que diferencia a un átomo de otro es la cantidad de protones, neutrones y electrones en su composición. Los principales valores utilizados para identificar los átomos son la masa atómica y el número atómico.

Masa atómica

El valor de la masa atómica está representado por la suma de los protones y neutrones presentes en el núcleo del átomo.

A = z + n

Número atómico

El número atómico es el número de protones en el núcleo de un átomo, su valor se representa con la letra z. Como en un átomo el número de protones es igual al número de electrones, tenemos:

z = p = e

El conjunto de varios átomos con el mismo número atómico forma un elemento químico. Todos los elementos químicos conocidos están representados en la tabla periódica siguiendo un orden ascendente de número atómico.

Los elementos químicos están representados en la tabla periódica por su acrónimo y nombre en el centro, por su masa atómica en la parte inferior y por su número atómico en la parte superior, como se muestra en la imagen:

  • Masa atómica = 196,967
  • Número atómico = 79

Se trata de un sistema de gestión de la información.

Atomos y moléculas

Un átomo es una parcela de materia muy pequeña, formada por un núcleo con protones y neutrones y por electrones que giran alrededor del núcleo.

Una molécula es una agrupación de átomos de elementos iguales o diferentes, que juntos forman una sustancia. Por ejemplo:

  • Dos átomos de oxígeno se unen y forman una molécula de oxígeno (O2).
  • Dos átomos de hidrógeno se unen a un átomo de oxígeno y forman una molécula de agua (H2O).
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