ES DIFÍCIL NO PISAR A UN ÁTOMO

Hoy haremos nuestra primera aproximación al (*) Átomo. Para nuestro aprendizaje cuántico supone una puerta de acceso; entenderlo nos ayudará a comprender figuras más complejas; pero no hacerlo....

Así que consciente de la importancia de esta entrada para cimentar conceptos futuros (gracias, Ausubel) me he rodeado de un importante material bibliográfico, virtual, y audiovisual. Os recomiendo encarecidamente, que hagáis uso de él para que os sirva para fortalecer la estructura de este complejo mundo atómico.

Sin más dilación conviene hacer una primera parada. Definir qué es un átomo: (**) El átomo es la partícula más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades. Lo que a su vez nos lleva a buscar la definición de (*) Elemento. (**) Es una sustancia pura que está formada por átomos iguales. Helio, Oxígeno, Potasio son elementos.

Me gustaría decir que estas definiciones son mías, pero son del químico inglés John Dalton. Este científico, en 1808 propuso la moderna teoría atómica de la materia. Dalton postuló que los elementos están formados por partículas discretas llamadas átomos, en honor a Demócrito, y que los átomos de un elemento determinado son todos iguales y poseen la misma masa. Dalton afirmó que la materia está formada por átomos indivisibles e invariables que pueden agruparse en átomos compuestos, o (*) Moléculas y que no se crean ni destruyen en las reacciones químicas sino que tan sólo cambian su distribución.

Se han descubierto más de 100 elementos diferentes, 92 de los cuales se encuentran en la Naturaleza (Revisar la tabla periódica de la entrada anterior!!). Cada uno de estos elementos se caracteriza por un átomo que contiene un número de (*) Protones (+), un número igual de (*) Electrones (-) y un número de neutrones. El número de protones, Z , se denomina (*) Número Atómico. El átomo más ligero, Hidrógeno (H), tiene Z= 1, es decir, un átomo de Hidrógeno tiene 1 protón. Pregunta para vosotros. ¿cuántos electrones tendrá entonces el átomo de Hidrógeno?.  El Helio tiene un número atómico de 2, es decir. tiene Z= 2.

La estructura del átomo, y esto es muy importante, es parecida a la del sistema solar. Casi toda la masa del átomo está en el núcleo diminuto que contiene los protones y los neutrones . (*) El radio nuclear está comprendido entre 1 y 10 fm (1 fm = 10 a la -15 m). La distancia entre el núcleo y los electrones es aproximadamente igual a 0,1 nm = 100.000 fm. (haced cuentas!!). Esta distancia determina el (*) Tamaño del Átomo.

Las propiedades físicas y químicas de un elemento están determinadas por el número y la ordenación de los elementos del átomo. Como cada protón tiene una carga positiva (+e), el núcleo tendrá una carga positiva (+Ze) (Recordar que Z es el número atómico, es decir, la cantidad de protones que contiene un átomo).
Los electrones están cargados negativamente (-e) y por tanto están atraídos por el núcleo y se repelen entre sí. Los electrones se ordenan por capas. La primera capa tiene hasta dos electrones. La segunda, unas cuatro veces más alejada que la primera, puede contener hasta ocho electrones. La tercera capa, unas nuve veces más alejada que la primera, puede contener hasta dieciocho electrones. La estructura de capas explica la naturaleza periódica de las propiedades de los elementos según se ven en la tabla periódica. Los que tienen un solo electrón en la capa más externa (hidrógeno, litio, sodio, etc) o los que tienen una sola vacante en la capa más externa (flúor, cloro, bromo, etc) son muy activos químicamente y se combinan fácilmente formando moléculas. Los que tienen las capas exteriores completas (helio, neón, argón,etc) son más o menos inertes químicamente. Esto es importante en nuestro campo cuántico ya que el cálculo de las configuraciones electrónicas de los átomos y las propiedades químicas resultantes constituyeron uno de los grandes triunfos de la Mecánica cuántica en la década de 1920.
Fuente: "Física Preuniversitaria" Paul A. Tipler.
Bibliografía:
- "Del Átomo al Quark" Ramón Pascual. Ed. Vicens Vives (1999) ISBN: 84-316-5051-6
- "Física Preuniversitria" (Tomo II) Paul A. Tipler. Ed. Reverté S.A (2003) ISBN:  84-291-4376-9
-"La Dimensión Cuántica" Teresa Versyp Ducaju
Páginas Web recomendadas:
 - http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_fyq3/tema4/index4.htm (Extraordinario trabajo web sobre el átomo)
- http://proyectoespeciales.blogspot.com/p/quimica-inorganica.html (Interesante blog con una importante entrada explicativa del "átomo". (Imagen : identificación del átomo)
Videos:
- http://youtu.be/N0aAwb2rivA Es toda una curiosidad, sobre todo para niños. La explicación desde la factoría Disney de lo qué es un átomo.
- El video de hoy es de un documental educativo titulado "video del átomo".

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