Hola a todos!
Vamos a dejar un poco de lado la física y vamos a darle la bienvenida a la....
En realidad ya trabajamos un poco con química cuando estuvimos estudiando los sistemas materiales, pero vamos a meternos más adentro...
LOS MODELOS ATÓMICOS
El modelo de partículas (científicamente llamado modelo cinético-corpuscular) nos permite entender las propiedades y las transformaciones de los materiales; aunque, para terminar de entender el origen de las fuerzas entre las partículas es necesario que ampliemos el modelo y así entender cómo están compuestas las mismas.
Las partículas están formadas por una unidad más pequeña de materia a la cuál vamos a llamar átomo. Éstos, a su vez están formados por partículas menores aún denominadas subatómicas: protones, electrones y neutrones.
Aunque resulte difícil de creer, el reconocimiento de la existencia del átomo viene de antes de la ciencia moderna. De hecho, en el siglo IV a.C., los filósofos griegos afirmaban que la materia cambiaba de forma, y que cuando lo hacía se originaban distintos materiales. El agua, la tierra, el aire y el fuego podían transformarse y formar distintos tipos de materia.
Un siglo después, Demócrito, propuso que la materia estaba formada por unidades que llamó átomos (el significado de la palabra es "indivisible", o sea que no se puede dividir). Pero, este modelo no prosperó cuando aparecieron otros.
En 1808, el químico y físico inglés John Dalton formuló la primera teoría sobre el átomo que tuvo trascendencia. En ésta planteó la existencia de los átomos como los constituyentes de todos los materiales. Además proponía: - Las sustancias están formadas por partículas llamadas átomos.
- Los átomos que forman una misma sustancia son idénticos entre sí y distintos de los que forman otras sustancias.
- Los átomos no se destruyen durante las transformaciones químicas, solo cambian la forma en la que se combinan.
- Existen átomos simples y átomos compuestos.
- Los átomos compuestos se forman a partir de la combinación de átomos simples.
Este modelo se pudo aplicar para entender como están formadas distintas sustancias. Por ejemplo, la sustancia carbono y la sustancia oxígeno están formadas por átomos simples; en cambio, los átomos de la sustancia dióxido de carbono serían átomos compuestos, ya que se forman a través de la combinación de átomos simples (carbono y oxígeno). De este modo, se consideraba al átomo unidad de la sustancia. Más tarde, los átomos compuestos fueron llamados moléculas.
Si bien este modelo se caracterizaba por resaltar la individualidad de los átomos, no se tenía en cuenta la composición de estos por partículas subatómicas.
Otros modelos propuestos posteriormente fueron propuestos a partir del descubrimiento de dichas partículas.
El físico inglés Joseph Jhon Thomson diseñó un
modelo donde el átomo era macizo, parecido a un budín con almendras. Los electrones eran las almendras que se encajaban en la masa del resto del átomo.
Más adelante el físico y químico neozelandés Ernst Rutherford propuso un
modelo distinto. Este sostenía que el átomo tenía un centro con concentración de masa y carga positiva y una corteza con electrones girando en ella.
A finales del siglo XIX y principios del siglo XX varios científicos siguieron produciendo diversas teorías relacionadas con los átomos, la luz y la energía. Estos permitieron que en 1913, Niels Bohr propusiera su modelo atómico (con el que vamos a trabajar).
LAS PARTÍCULAS SUBATÓMICAS
En 1897, a los 24 años, Joseph John Thomson descubrió el electrón. En poco tiempo, la comunidad científica reconoció a esta partícula elemental como la unidad fundamental de la electricidad. Thomson había usado tubos con pequeñas cantidades de diferentes gases y los expuso a corrientes eléctricas y a potentes imanes. Así, comprobó que las fuerzas internas de los átomos son de atracción eléctrica; pero si la materia es neutra (sin carga), tenía que existir "algo" de carga opuesta a la carga negativa del electrón (sino, ¿cómo se atraían?).
En 1895, se descubrieron los rayos X (los que se usan en las radiografías) y se concibió la posibilidad de penetrar la materia. Aunque estos rayos se usaron mas bien en la medicina su principio, rápidamente se aplicaron al estudio del átomo.
En 1911, Rutherford y su equipo bombardearon una lámina muy finita de oro con un rayo cargado positivamente. En el resultado se pudo observar que la mayoría de las radiaciones atravesaban la placa en forma de línea recta, algunas pocas se desviaban y, de vez en cuando, otras rebotaban. Es así como concluyó que si la mayoría de las radiaciones atravesaban en linea recta la placa de metal, que se ve como un material continuo, los átomos que la componían debían ser huecos. Por otro lado, los pocos que rebotaban se deberían a algún tipo de partículas subatómicas del mismo signo de los rayos, es decir, de carga positiva. Rutherford propuso así, que estas partículas se encontraban concentradas en un núcleo que poseía una masa mucho mayor a la de los electrones y las llamó protones. Sin embargo, ¿cómo puede ser que varias cargas positivas estuvieran juntas en un mismo lugar sin repelerse entre ellas?
En 1932, el físico James Chadwick descubrió la partícula subatómica que llamó neutrón, pues no tenía carga. Así se justificó que varias cargas positivas estuvieran juntas sin repelerse: los neutrones las separaban.
Actualmente contamos con los valores de las masas y las cargas de las partículas subatómicas gracias al avance de la investigación científica, y fue posible construir un modelo a través de mediciones indirectas.
Como estas partículas son muuuuy pequeñas se usan unidades especiales.
Para la masa se usa la uma, que es la abreviación de unidad de masa atómica:
Para las cargas, si bien se usa una medida conocida por nosotros que es coulombs, en lo que se refiere a átomos, se usa la unidad electroestática de carga (ueq):
¡Buena semana!
Prof. Agustina (agustina.innocenti@bue.edu.ar)
