Los átomos
Los átomos son la porción más pequeña de la materia que no puede ser separada por métodos químicos o físicos convencionales. El nombre proviene desde la antigua Grecia y significa "indivisible". Por supuesto ahora sabemos que es divisible aunque no por métodos ordinarios. El concepto de átomo, es decir, de una porción de la materia que no podía dividirse surgió a partir de un razonamiento acerca de la constitución de la materia:
Si dividimos un trozo de oro por la mitad, tendremos dos partes; si tomamos una de esas partes y la dividimos en dos, tendremos una porción más pequeña a la que aun podemos dividir por la mitad, pero llegará un momento en la que ya no podremos dividir por la mitad al trozo de oro; habremos llegado al ATOMO y este es el constituyente más pequeño del oro, es decir, es un átomo de oro. Lo mismo pasará con la plata y todos los demás elementos de la tierra. Este era el razonamiento de Leucipo de Mileto hacia el siglo V antes de Cristo.
La concepción del átomo no tuvo mucha relevancia hasta el siglo XIX cuando se iniciaron estudios físicos y químicos sobre la estructura de la materia. A pesar de que átomo significa "indivisible", ahora sabemos que está formado por varias partículas subatómicas, de las cuales los protones, neutrones y electrones son las partículas elementales más importantes.
Los electrones son las partículas más ligeras que componen al átomo, tiene una carga eléctrica negativa, cuya magnitud se define como la carga eléctrica elemental, y se ignora si posee subestructura, por lo que se lo considera una partícula elemental. Los protones tienen una carga neta positiva y una masa de casi veinte mil veces la del electrón. Los neutrones no poseen una carga eléctrica, es decir, son eléctricamente neutros y tienen una masa similar a la del protón. Los protones y neutrones no son partículas elementales, pues están constituidos a su vez por componentes más pequeños llamados partículas subatómicas.
Además de estas tres partículas, existen varias mas que se han descubierto conforme se ha estudiado el átomo como por ejemplo los quarks y los leptones que son componentes de protones y neutrones.
Los protones y neutrones de un átomo se mantienen unidos en el núcleo atómico mediante la fuerza nuclear, que es mucho más intensa que la fuerza electromagnética a distancias cortas, lo cual permite vencer la repulsión eléctrica entre los protones. Los electrones en el átomo son atraídos por los protones a través de la fuerza electromagnética. Esta fuerza los atrapa orbitando alrededor del núcleo en lo que se conoce como nube electrónica u orbital, por lo que hace necesaria una fuente de energía externa para liberarlos. Cuanto más cerca está un electrón del núcleo, mayor es la fuerza atractiva, y mayor por tanto la energía necesaria para que escape.
Los átomos de un mismo elemento químico tienen el mismo número de protones, esto se denomina número atómico, por ejemplo, el átomo de Hidrógeno es el más simple, contiene un solo protón y un electrón, su número atómico es 1. El Carbono tiene 6 protones en su núcleo, por lo tanto, su número atómico es 6. El número atómico del Nitrógeno es 7, el del Oxígeno es 8, etc. Los átomos de un elemento dado pueden tener distinto número de neutrones: se dice entonces que son isótopos de ese elemento. (Tabla periódica interactiva)
La mayor parte de la masa del átomo viene de los protones y neutrones del núcleo, es decir, la masa atómica es igual a la suma de sus protones y sus neutrones. De tal forma que la masa atómica del Hidrógeno es 1, la del Carbono es 12, la del Nitrógeno es 14, la del Oxígeno 16, etc. Sin embargo, la masa de sus isótopos sera variable, por ejemplo, el Hidrógeno tiene dos isótopos, el Deuterio (con un protón y un neutrón) con masa atómica de 2 y el Tritio (con un protón y dos neutrones) con masa de 3.
La importancia de comprender la distribución de los electrones en los orbitales es porque esto determina los enlaces que un átomo pueda formar con otro u otros átomos. El último orbital de un átomo se le denomia orbital de valencia y los electrones que se encuentran allí se denominan electrones de valencia y son los que están implicados en la formación de enlaces.
Ir al tema siguiente: El enlace químico.
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Si dividimos un trozo de oro por la mitad, tendremos dos partes; si tomamos una de esas partes y la dividimos en dos, tendremos una porción más pequeña a la que aun podemos dividir por la mitad, pero llegará un momento en la que ya no podremos dividir por la mitad al trozo de oro; habremos llegado al ATOMO y este es el constituyente más pequeño del oro, es decir, es un átomo de oro. Lo mismo pasará con la plata y todos los demás elementos de la tierra. Este era el razonamiento de Leucipo de Mileto hacia el siglo V antes de Cristo.
La concepción del átomo no tuvo mucha relevancia hasta el siglo XIX cuando se iniciaron estudios físicos y químicos sobre la estructura de la materia. A pesar de que átomo significa "indivisible", ahora sabemos que está formado por varias partículas subatómicas, de las cuales los protones, neutrones y electrones son las partículas elementales más importantes.
Los electrones son las partículas más ligeras que componen al átomo, tiene una carga eléctrica negativa, cuya magnitud se define como la carga eléctrica elemental, y se ignora si posee subestructura, por lo que se lo considera una partícula elemental. Los protones tienen una carga neta positiva y una masa de casi veinte mil veces la del electrón. Los neutrones no poseen una carga eléctrica, es decir, son eléctricamente neutros y tienen una masa similar a la del protón. Los protones y neutrones no son partículas elementales, pues están constituidos a su vez por componentes más pequeños llamados partículas subatómicas.
Además de estas tres partículas, existen varias mas que se han descubierto conforme se ha estudiado el átomo como por ejemplo los quarks y los leptones que son componentes de protones y neutrones.
Los protones y neutrones de un átomo se mantienen unidos en el núcleo atómico mediante la fuerza nuclear, que es mucho más intensa que la fuerza electromagnética a distancias cortas, lo cual permite vencer la repulsión eléctrica entre los protones. Los electrones en el átomo son atraídos por los protones a través de la fuerza electromagnética. Esta fuerza los atrapa orbitando alrededor del núcleo en lo que se conoce como nube electrónica u orbital, por lo que hace necesaria una fuente de energía externa para liberarlos. Cuanto más cerca está un electrón del núcleo, mayor es la fuerza atractiva, y mayor por tanto la energía necesaria para que escape.
Los átomos de un mismo elemento químico tienen el mismo número de protones, esto se denomina número atómico, por ejemplo, el átomo de Hidrógeno es el más simple, contiene un solo protón y un electrón, su número atómico es 1. El Carbono tiene 6 protones en su núcleo, por lo tanto, su número atómico es 6. El número atómico del Nitrógeno es 7, el del Oxígeno es 8, etc. Los átomos de un elemento dado pueden tener distinto número de neutrones: se dice entonces que son isótopos de ese elemento. (Tabla periódica interactiva)
La mayor parte de la masa del átomo viene de los protones y neutrones del núcleo, es decir, la masa atómica es igual a la suma de sus protones y sus neutrones. De tal forma que la masa atómica del Hidrógeno es 1, la del Carbono es 12, la del Nitrógeno es 14, la del Oxígeno 16, etc. Sin embargo, la masa de sus isótopos sera variable, por ejemplo, el Hidrógeno tiene dos isótopos, el Deuterio (con un protón y un neutrón) con masa atómica de 2 y el Tritio (con un protón y dos neutrones) con masa de 3.
Los Orbitales Atómicos
Los orbitales atómicos son aquellas trayectorias que recorren los electrones alrededor del núcleo atómico. Dependiendo de la energía que tenga un electrón ocupará uno u otro orbital. El orbital con menor energía es el más cercano al núcleo y sólo puede aceptar dos electrones como máximo. El segundo orbital puede albergar hasta 8 electrones; El tercer orbital puede aceptar 8 electrones para ser más o menos estable o bien hasta un máximo de 18 para se completamente estable.| ORBITAL | SUBNIVEL | NUM. MAX. ELECTRONES | TOTAL ELECTRONES |
| 1 | s | 2 | 2 |
| 2 | s | 2 | 8 |
| p | 6 | ||
| 3 | s | 2 | 18 |
| p | 6 | ||
| d | 10 | ||
| 4 | s | 2 | 32 |
| p | 6 | ||
| d | 10 | ||
| f | 14 |
La importancia de comprender la distribución de los electrones en los orbitales es porque esto determina los enlaces que un átomo pueda formar con otro u otros átomos. El último orbital de un átomo se le denomia orbital de valencia y los electrones que se encuentran allí se denominan electrones de valencia y son los que están implicados en la formación de enlaces.
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