Átomo |
Átomo El
átomo es la menor fracción en que puede dividirse un elemento simple sin
que pierda sus propiedades químicas y pudiendo ser objeto de una reacción
química. Está formado por un conjunto de nucleones (protones y neutrones),
situados en el núcleo, que concentra la casi totalidad de la masa atómica
y a cuyo alrededor gira, en distintos orbitales, un número de electrones
igual al de protones. El concepto de átomo como partícula indivisible se encuentra ya en la Grecia presocrática, en las concepciones de Leucipo y Demócrito acerca del mundo material, quienes anticiparon además los principios de cuantificación y conservación de la materia. En 1803, Dalton emitió su hipótesis atómica: los elementos están formados por átomos, y los compuestos por grupos de éstos (moléculas). Los experimentos de Thomson (1897) con rayos catódicos y la identificación de éstos con los corpúsculos llamados electrones, constituyentes de la electricidad, indicaron la posibilidad de que el átomo fuera divisible en componentes (partículas) más elementales. Los trabajos de Rutherford (1911) bombardeando láminas metálicas con partículas alfa llevaron a distinguir en el átomo un núcleo pequeño (diámetro del orden de 10-12 cm) y pesado y una nube electrónica dispuesta en capas concéntricas que abarcaban un diámetro de 10-8 cm. El
átomo más sencillo, el de hidrógeno, consta de un solo nucleón (protón)
y un solo electrón en su corteza; los átomos más complejos tienen en el
núcleo tantos nucleones como indica su masa atómica, de los cuales son
protones (con carga positiva) en cantidad igual al número atómico (número
de orden en la tabla periódica) y neutrones (sin carga) el resto. La
carga positiva del núcleo se contrarresta con una igual de sentido
contrario correspondiente a los electrones de la corteza atómica. En
1913, N. Bohr, basándose en los conocimientos que facilitaba la mecánica
cuántica, y para explicar de modo adecuado las líneas espectrales,
presentó un modelo atómico que establecía y cuantificaba (mediante los
números cuánticos) la distribución de los electrones alrededor del núcleo,
la forma orbital en que se movían y las condiciones bajo las cuales éstos
saltaban de una a otra órbita. Posteriormente, Sommerfeld completó el
mencionado modelo con un tercer número cuántico, con el que precisó que
las órbitas electrónicas eran elípticas y no coplanarias. En 1925,
Uhlenbeck y Goudsmit demostraron que los electrones atómicos tienen un
movimiento de rotación (spin o espín), que se define con un cuarto número
cuántico. El estudio del núcleo atómico ha dado lugar a la física
nuclear, y ésta ha puesto de manifiesto la existencia de numerosas partículas
subatómicas. Las teorías ondulatorias de E. Schrödinger sobre las partículas
elementales hacen considerar los niveles energéticos u orbitales de N.
Bohr bajo una nueva perspectiva, en la que el concepto de posición de un
partícula se convierte en la probabilidad de presencia de una onda
estacionaria. Molécula Partícula
formada por una agrupación ordenada y definida de átomos,
que constituye la menor porción de un compuesto químico que puede
existir en libertad. Las
moléculas sólo se hallan perfectamente individualizadas en los gases en
estado de movimiento rectilíneo desordenado, en cuyo caso su interacción
se limita a choques muy breves. En los líquidos, si bien las moléculas
se desplazan libremente, existe un mayor contacto intermolecular. En los sólidos,
las moléculas ocupan por lo general posiciones fijas en los nudos de
redes cristalinas. Los agregados atómicos moleculares pueden ser polares
o no polares. En el primer caso, las moléculas forman pequeños dipolos y
es la atracción que se manifiesta entre éstos lo que causa la unión
intermolecular. En las moléculas no polares, la unión es debida únicamente
a las fuerzas de Van der Waals, que, por ser más débiles, corresponden a
compuestos de bajo punto de fusión.
Las
dimensiones de la molécula dependen de las características y del
número de los átomos que la forman, y pueden ir desde 2,4 ångström
(molécula de hidrógeno) hasta longitudes perceptibles a simple
vista (moléculas orgánicas
o macromoléculas). La masa de las moléculas es
extremadamente pequeña, ya que guarda relación con sus
dimensiones, lo que hace evidente la necesidad de recurrir a unidades de
masa especiales, tales como la molécula gramo o mol, que equivale a la
masa de un cuerpo que en estado gaseoso ocupa el mismo volumen que 32 g de
oxígeno (dado que la molécula de este elemento consta de dos átomos).
Por su parte, el volumen
molecular, volumen ocupado por una molécula gramo de gas a 0 °C y a la
presión atmosférica (760 mm de mercurio), es de 22,4
litros. Así, el número de moléculas de que consta una molécula
gramo es una constante
universal (conocida como «número de Avogadro»), cuyo valor es 0,023 .
1023. En
el transcurso de las reacciones químicas a las que se ven sometidas, las
moléculas experimentan todo tipo de transformaciones (divisiones, uniones,
cambios de parte de sus átomos, etc.), lo que permite la formación de
nuevas moléculas (es decir, de nuevos cuerpos).
Ion
m. QUÍM. Radical simple o
compuesto formado por disociación electrolítica
y caracterizado por su electrovalencia, que indica el número de electrones ganados o perdidos. Compuesto
m. QUÍM. Sustancia de composición
definida, cuya molécula está formada por átomos de dos o más
elementos simples en proporciones constantes. |