FisicoQuimica 17042013
El núcleo está formado por protones y neutrones, tienen un volumen despreciable y posee toda la masa del átomo. Por otra parte, la zona extra nuclear está formada por electrones, tiene masa despreciable y le da volumen al átomo.
Para poder observarlos, se hace uso de modelos los cuales se utilizan para explicar losdistintos hechos experimentales. En caso de que uno contradiga al modelo, éste se descarta y se emplea otro que se ajuste al comportamiento.
El primer modelo fue desarrollado por Joseph Thompson, en el año 1904. El fisíco británico pensaba que el átomo era una esfera maciza con carga positiva donde se hallaban los electrones con carga negativa incrustados en éste. Se lo denomina “budín de pasas” portener estas características.
En 1911, el físico y químico Erenst Rutherford planteó un segundo modelo, denominado “planetario”. Consistía en un núcleo de carga positiva el cual alrededor de él giraban electrones de carga negativa, atraidos por el nucleo.
Toda la masa del átomo estaba concentrada en dicho núcleo mientras que su volumen era la zona ocupada por los electrones. Es decir, si bien lamasa del átomo es identica a la masa del núcleo, el volumen que ocupa no debe ser tenido en cuenta con respecto al volumen ocupado por los electrones.
Más tarde en 1913, Niels Bohr, físico danés, propuso un nuevo modelo, rescatando la idea del núcleo de Rutherford. Su estructura es similar a la del sistema solar, donde los electrones, atraídos por la carga positiva del núcleo, giran alrededor enorbitas bien definidas. Cada orbita equivale a un valor o nivel de energía, según su distancia al núcleo; cuanto más lejos del nucleo, mayor es la energía de la orbita, y viceversa.
Los electrones se desplazan sin absorber ni emitir energía, solo pueden hacerlo en determinadas cantidades. Si uno de éstos adquiere la energía suficiente, se muda a una órbita superior. El átomo con esa energía sevuelve inestable y eventualmente la emite, desplazando al electrón a una órbita cercana al núcleo. Los electrones más alejados del núcleo son los menos atraídos por él, los más debilmente unidos, los que participan en las tranformaciones químicas y uniones ionicas (donde hay transferencia de electrones). Se ubican lo más cercano al átomo para mantener su estabilidad.
Este modelo fue descartado ya quese oponía a las teorías de electromagnetismo contemporaneas, las cuales señalaban que los electrones cercanos al núcleo deberían perder energía hasta chocar con él. Solo es aplicable a la molécula de hidrógeno.
El físico alemán Werner Heisenber finalmente llegó a la conclusión de que el electrón se mueve al azar en zonas del espacio con determinada energía, invalidando el modelo de Bohr. Estollevó a la realización de un nuevo modelo en 1926, en el cual las órbitas de los electrones se denominan orbitales, zonas difusas donde existe la mayor posibilidad de encontrar al electrón. Los orbitales se clasifican en 4 (cuatro) letras:
S: poseen una forma esférica, pueden ubicarse hasta 2 electrones.
P: poseen una forma lobular, pueden ubicarse hasta 6 electrones.
D: pueden ubicarse hasta 10electrones.
F: pueden ubicarse hasta 14 electrones.
Un solo átomo puede tener orbitales de varios tamaños. El tamaño está asociado a un nivel (n) de energía; a mayor nivel, mayor distancia entre electrón y núcleo, y por lo tanto, mayor energía del orbital. El nivel 1 (uno) es el más cercano al núcleo, más pequeño y de menor energía. El máximo de electrones se calcula multiplicando por 2 (dos) elcuadrado del número de nivel.
Número máximo de electrones por nivel:
2∙n²
Nivel 1
2 electrones.
Nivel 2
8 electrones.
Nivel 3
18 electrones.
Cada nivel está dividido en subniveles que corresponden a orbitales de similar energía y tamaño promedio, pero de formas distintas:
Nivel n=1: no tiene subniveles, solo un orbital esférico (1s1).
Nivel n=2: hay 2 (dos) subniveles que corresponden a los...
Regístrate para leer el documento completo.