Quimica general

ESTRUCTURA ATÓMICA DE LA MATERIA Gran parte del desarrollo de la teoría atómica moderna se basó en dos amplios tipos de investigación realizados por decenas de científicos en torno a 1900. El primer tipo trata de la naturaleza eléctrica de la materia. Estos estudios condujeron a los científicos a reconocer que los átomos están compuestos de partículas más fundamentales, y les ayudaron a describirlas disposiciones aproximadas de estas partículas en los átomos. La segunda amplia área de investigación trataba de la interacción de la materia con la energía en forma de luz. Esta investigación incluía estudios de los colores de la luz que las sustancias emiten o absorben. Estos estudios condujeron a una comprensión mucho más detallada de las disposiciones de las partículas en los átomos. Sehizo claro que la disposición de las partículas determina las propiedades químicas y físicas de cada elemento. Cuanto más aprendemos sobre las estructuras de los átomos, más capaces somos de organizar los hechos químicos en formas que nos ayudan a comprender el comportamiento de la materia. Primero estudiaremos las partículas que constituyen los átomos y su estructura básica. Luego trazaremos eldesarrollo de la teoría mecanocuántica de los átomos y veremos cómo esta teoría describe la disposición de los electrones en los átomos. La teoría atómica actual es todavía muy incompleta. Aún así, es una poderosa herramienta que nos ayuda a describir las fuerzas que mantienen a los átomos en combinación química unos con otros. TEORÍA ATÓMICA: DE LAS PRIMERAS IDEAS A JOHN DALTON En el siglo V a.C. elfilósofo griego Demócrito expresó su creencia de que toda la materia estaba formada por partículas indivisibles, muy pequeñas, a las que él llamó átomos (que significa inseparable o indivisible). Si bien la idea de Demócrito no fue aceptada por muchos filósofos de su tiempo (como ser Platón y Aristóteles), ésta persistió a través de los siglos. La evidencia experimental obtenida en las primerasinvestigaciones científicas apoyó la noción del “atomismo”, y gradualmente dio origen a las definiciones modernas de elementos y compuestos. Sin embargo, no fue sino hasta 1808 cuando el científico y profesor inglés John Dalton formuló una definción precisa de los indivisibles componentes estructurales de la materia llamados átomos. La teoría atómica de Dalton marca el principio de la era modernade la Química. Las hipótesis acerca de la naturaleza de la materia en las que Dalton basó su teoría se pueden resumir como sigue: 1. Un elemento se compone de partículas indivisibles extremadamente pequeñas llamadas átomos. 2. Todos los átomos de un elemento tienen propiedades idéntica que difieren de las de los átomos de los otros elementos. 3. Los átomos no pueden crearse, destruirse otransformarse en átomos de otro elemento. 4. Los compuestos se forman cuando átomos de diferentes elementos se combinan unos con otros en una relación de números enteros sencillos. 5. Los números relativos y clases de átomos son constantes en un compuesto dado.

La teoría de Dalton explica los resultados experimentales: una reacción química implica sólo una separación, combinación o redisposición deátomos; éstos no se crean ni se destruyen. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO Con base en la teoría de Dalton, un átomo puede definirse como la unidad básica de un elemento que puede entrar en combinación química. Dalton imaginó un átomo como una partícula extremadamente pequeña e indivisible. Sin embargo, una serie de investigaciones que empezaron en la década de 1850 y se extendieron hasta el siglo XX demostraronclaramente que los átomos en realidad poseen estructura interna; es decir, están formados por partículas aún más pequeñas, llamadas partículas subatómicas. La investigación condujo al descubrimiento de tres de esas partículas: electrones, protones y neutrones. PARTÍCULAS SUBATÓMICAS FUNDAMENTALES En nuestro estudio de la teoría atómica primero consideraremos las partículas fundamentales. Éstas...