Introducción a la materia y el átomo

Este capítulo introduce los conceptos fundamentales de la materia y el átomo, sentando las bases para comprender los modelos atómicos y la estructura de la tabla periódica.

La materia se define como todo aquello que ocupa un espacio y tiene masa, estando formada por átomos. El concepto de átomo tiene sus raíces en la antigua Grecia, pero la teoría científica moderna comenzó con Dalton en 1808.

Vocabulary: Átomo - Del griego "a-" (sin) y "-tomo" (división), se refiere a la unidad más pequeña de la materia que mantiene las propiedades de un elemento.

La Teoría atómica de Dalton estableció las bases de la comprensión moderna del átomo:

1. La materia está compuesta por partículas indivisibles llamadas átomos.
2. Los átomos de un mismo elemento son idénticos.
3. Los átomos se combinan en proporciones simples para formar compuestos.

Highlight: La teoría de Dalton marcó el inicio de la comprensión científica de la estructura atómica, aunque posteriormente se demostró que los átomos son divisibles.

El capítulo también introduce la notación para representar átomos, incluyendo el número atómico (Z) y el número másico (A). Esta notación es fundamental para entender los isótopos y la estructura de la tabla periódica.

Definition: Isótopo - Átomos de un mismo elemento con igual número de protones pero diferente número de neutrones.

Modelo atómico de Thomson

Este capítulo se centra en el modelo atómico de Thomson, también conocido como el "modelo del pudín de pasas" o "modelo de la sandía".

J.J. Thomson desarrolló este modelo en 1904 basándose en sus experimentos con tubos de descarga de gases. El modelo propone que el átomo es una esfera de carga positiva uniforme en la que están incrustados los electrones de carga negativa.

Example: Imagina una sandía donde la pulpa roja representa la carga positiva y las semillas negras representan los electrones.

Características principales del modelo de Thomson:

1. Explica la formación de iones por pérdida o ganancia de electrones.
2. Da cuenta de fenómenos eléctricos como la electricidad estática.
3. Introduce el concepto de electrón como primera partícula subatómica descubierta.

Highlight: Thomson fue el primero en descubrir una partícula subatómica: el electrón. Este descubrimiento fue crucial para el desarrollo posterior de la física atómica.

El modelo de Thomson, aunque posteriormente superado, representó un avance significativo en la comprensión de la estructura atómica y sentó las bases para futuros descubrimientos en el campo de la física atómica.

Vocabulary: Tubo de descarga - Dispositivo experimental utilizado por Thomson que consiste en un tubo de vidrio con electrodos en los extremos, lleno de gas a baja presión.

Modelo mecano-cuántico y configuraciones electrónicas

Este capítulo introduce el modelo mecano-cuántico, el modelo atómico actual, y explica las configuraciones electrónicas de los elementos.

El modelo mecano-cuántico, desarrollado a partir de 1910, se basa en la mecánica cuántica y proporciona una descripción más precisa y completa de la estructura atómica. Características principales:

1. Los electrones no siguen órbitas definidas, sino que se describen mediante orbitales (regiones de probabilidad).
2. Introduce los números cuánticos para describir el estado de los electrones.
3. Incorpora el principio de incertidumbre de Heisenberg.

Vocabulary: Orbital - Región del espacio alrededor del núcleo donde es más probable encontrar un electrón.

La nomenclatura de orbitales utiliza letras (s, p, d, f) y números para describir los diferentes tipos y niveles de energía.

Example: El orbital 1s es el orbital más cercano al núcleo, mientras que los orbitales 2p son el segundo nivel de energía con forma de "mancuerna".

Las configuraciones electrónicas describen cómo se distribuyen los electrones en los orbitales de un átomo. Se escriben siguiendo el principio de Aufbau, el principio de exclusión de Pauli y la regla de Hund.

Definition: Configuración electrónica - Distribución de los electrones de un átomo en sus orbitales, que determina sus propiedades químicas.

Highlight: La configuración electrónica es fundamental para entender la posición de los elementos en la tabla periódica y sus propiedades químicas.

Ejemplo de configuración electrónica:

• Carbono (Z=6): 1s² 2s² 2p²

Este modelo proporciona una base sólida para entender la estructura atómica y las propiedades químicas de los elementos, siendo crucial para la química moderna y la física cuántica.