Estructura electrónica del átomo

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELAMINISTERIO DEL PODER POPULAR

PARA LA EDUACIÓN SUPERIORINSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”EXTENSIÓN COL, CABIMAS.

José GraterolC.I 24.735.223

El ÁtomoÁtomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia que tiene las propiedades de un elemento químico. Cada sólido, líquido, gas y plasma se compone de átomos neutros o ionizados. Los átomos son muy pequeños; los tamaños típicos son alrededor de 100 pm (diez mil millonésima parte de un metro).

El átomo esta compuesto por un núcleo central, formados

por neutrones y protones, y es la parte positiva del átomo.

Los electrones es las parte negativa del átomo.

Electrón

• Partícula subatómica con una carga eléctrica

elemental negativa. Un electrón no tiene componentes o

subestructura conocidos, en otras palabras,

generalmente se define como una partícula

elemental.

Neutrón

• Es una partícula subatómica, un nucleón, sin carga neta, presente en el núcleo atómico de

prácticamente todos los átomos, excepto

el protio. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está

compuesto por tres partículas

fundamentales cargadas llamadas quarks, cuyas

cargas sumadas son cero.

Protón

• Es una partícula subatómica con

una carga eléctrica elemental positiva 1 (1,6 × 10-19 C), igual en valor

absoluto y de signo contrario a la del

electrón, y una masa 1836 veces superior a la

de un electrón.

Modelo AtómicoModelo de Dalton

Fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1803 por John Dalton, quien imaginaba a los átomos como diminutas esferas. 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, aun 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.

Modelo de ThomsonLuego 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 Thomson donde las (electrones) se situaban en la parte exterior del (protones).

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 RutherfordEste 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 este.

Modelo de BohrEste 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 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 órbitas bien definidas. Las órbitas están cuantizadas (los e- pueden estar solo en ciertas órbitas).

Cada órbita tiene una energía asociada. La más externa es la de mayor energía. Los electrones no irradian energía (luz) mientras permanezcan en órbitas estables. Los electrones pueden saltar de una a otra órbita. 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 órbita. Si pasa de una de mayor a una de menor, pierde energía en forma de radiación (luz).

 Atracciones Inter-atómicas

Las energías potenciales de atracción y la correspondientes fuerzas son causas de los diversos tipos de enlaces químicos entre los átomos que son diferencia principal entre las diversas familias de materiales, entres ellas tenemos:

Enlace iónico

Enlace Covalente

Enlace Metálico

Se establece en átomos con diferencias marcadas en sus electronegatividades y se debe a la interacción electrostática entre los iones que pueden formarse por la transferencia de uno o más electrones de un átomo o grupo atómico a otro. 

Se produce cuando estos átomos se unen, para alcanzar el octeto estable, compartiendo electrones del último nivel (excepto el Hidrógeno que alcanza la estabilidad cuando tiene 2 electrones).

Enlace iónico

Enlace Covalente

Es un enlace químico que mantiene unidos los átomos (unión entre núcleos atómicos y los electrones de valencia, que se juntan alrededor de éstos como una nube) de los metales entre sí.Estos átomos se agrupan de forma muy cercana unos a otros, lo que produce estructuras muy compactas. Se trata de líneas tridimensionales que adquieren estructuras tales como: la típica de empaquetamiento compacto de esferas (hexagonal compacta), cúbica centrada en las caras o la cúbica centrada en el cuerpo.

Enlace Metálico

Comportamiento intermolecular de los materiales

El comportamiento molecular depende del equilibrio (o falta de el) de las fuerzas que unen o separan las moléculas, entra las diversas fuerzas de orden intermoleculares que mantienen unidos los átomos dentro de la molécula y mantener la estabilidad de las moléculas individuales, tenemos:

Fuerzas de orientación

Fuerzas de atracción

Fuerzas de dispersión

Fuerzas de orientación

(Aparecen entre moléculas con momento dipolar diferente) -Fuerzas de inducción (ion o dipolo permanente producen en una molécula apolar una separación de cargas por el fenómeno de inducción electrostática).

Fuerzas de atracción

(Aparecen en tres moléculas apolares).Fuerzas de dispersión

Las fuerzas de atracción entre moléculas (monoatómicas o poliatómicas) sin carganeta se conocen con el nombre de fuerzas intermoleculares o fuerzas de van der Waals. Dichas fuerzas pueden dividirse en tres grandes grupos: las debidas a la existencia de dipolos permanentes, las de enlace de hidrógeno y las debidas a fenómenos de polarización transitoria (fuerzas de London). 

Acomodamiento atómicoLa estructura de los sólidos es consecuencia de la disposición de los atamos, moléculas e iones en el espacio, así como de las fuerzas de interconexión entre los mismos. Si esta distribución espacial se repite los metales, aleaciones y determinados materiales cerámicos tienen

estructura cristalina. Se diferencian 3 estructuras:BCC. Cubica centrada en el cuerpo (ferrita, cr v, k)

FCC. Cubica centrada en las caras (austenita, au,ag,cu,al)

HCP. Hexagonal compacta (zn,cd,mg)