atomos

Tema 4.
Teorías atómicas: Estructura electrónica del átomo
1. Introducción
Como se vio en el primer tema, Dalton llegó a la conclusión de que la materia debía
estar compuesta por átomos, lo que permitió explicar las leyes de la combinación, leyes
que se habían deducido como consecuencia de la realización de muchas experiencias y
medidas, es decir, a partir de datos experimentales. Avogadroavanzó más e incluso
llegó a diferenciar los conceptos de átomo y molécula para así explicar las leyes de las
reacciones entre gases.
Dalton postuló que los átomos eran indivisibles y, desde su punto de vista llevaba razón.
En efecto, él necesitó introducir el concepto de átomo para explicar las reacciones
químicas y sus leyes y precisamente en estas reacciones los átomos no se dividen.
Alquímico de laboratorio le puede resultar indiferente que en otras ocasiones el átomo
se rompa pues, durante las reacciones químicas permanecen enteros. Concretamente, se
ha visto hasta ahora que, en muchas ocasiones (ajuste de reacciones, cálculos
estequiométricos, etc.) los átomos ni se crean ni se destruyen ni se transforman unos en
otros. Sin embargo, hay una serie de hechos experimentalesque demuestran que el
átomo es algo complejo, que está constituido por partículas más pequeñas. Tales hechos
son fundamentalmente, la electrolisis, la descarga en gases y la radiactividad.

2. Partículas fundamentales
Electrolisis
Entre 1823 y 1834 el físico y químico inglés Michel Faraday enunció unas leyes que
establecían relaciones cuantitativas entre cantidades de electricidad ycantidades de
materia. En efecto, comprobó que la cantidad de sustancia depositada sobre un electrodo
cuando una corriente eléctrica pasa por una disolución es directamente proporcional a la
cantidad de electricidad que ha circulado por la disolución.
La primera consecuencia de estos resultados es considerar:
-

que los átomos de la disolución ganan o pierden electricidad durante el proceso
y quecada átomo se relaciona con una cantidad fija de electricidad.

Por tanto, se podría decir que, en todo o en parte, los átomos deben tener una naturaleza
eléctrica.

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Universidad Carlos III de Madrid

Curso de Química I

Tema 4

En 1891, el físico Stoney dio el nombre de electrones a las partículas de electricidad
implicadas en los procesos estudiados porFaraday.

Conducción de la electricidad por los gases
Los gases son malos conductores de la electricidad. Sin embargo, cuando se encuentran
a presiones muy reducidas y se establece en ellos un campo eléctrico muy intenso (se
aplica una diferencia de potencial muy elevada) se hacen conductores.
La conducción de la electricidad por los gases se puede estudiar con el tubo
representado en el esquemade la Figura 4.1. La placa unida al borne positivo del
generador recibe el nombre de ánodo y la que se conecta al negativo cátodo.

Figura 4.1.- Tubo de gases
donde se realiza el experimento
que permite mostrar la
existencia de los electrones.

Al aplicar una tensión elevada y una presión de unos 5 mmHg se produce un paso de
corriente acompañado de emisión de luz cuyo color depende delgas que haya en el
tubo. A presiones más reducidas (~ 0.001 mmHg) el tubo se vuelve oscuro, pero se
observa que el cátodo emite una especie de rayos que van hacia el ánodo y provocan
fluorescencia en la pared del tubo contra la que chocan. Por este motivo, a dichos rayos
se los denominó rayos catódicos, por proceder del cátodo.
Los rayos catódicos así producidos se hacían pasar por una rendijapara tener un haz
estrecho más fácil de estudiar. Si a dicho haz se le somete a la acción de campos
eléctricos o magnéticos, se observa que sufren desviaciones, lo que indicaría que deben
estar compuestos por algo, “partículas”, cargado eléctricamente. Las placas P y P’ del
tubo de la Figura 4.1 permiten comprobar que efectivamente son partículas cargadas y
puesto que éstas se desviaban...