Quimica1

CAPÍTULO 1
TEORÍA CUÁNTICA Y ESTRUCTURA ATÓMICA

1.1 Introducción al átomo

El concepto de átomo surgió en Grecia entre un conjunto de filósofos llamados atomistas, entre los que destacan: Demócrito y Leucipo. Aristóteles fue contrario a ellos, defendiendo que la materia era continua. Platón, aunque proponía la existencia de formas elementales, no creía que éstas fueran indivisibles enotras más pequeñas

A partir de esta Unidad vamos a introducirnos en el mundo de la química. El origen de la palabra química se remonta a tiempos muy antiguos, proviene de un alquimista del siglo III llamado Zósimo, que utilizaba el término Khemeia para referirse al arte del país llamado Khem (Egipto). Esta expresión dio lugar a la palabra árabe alquimia y a la española química.

La Química es laciencia que estudia la constitución, propiedades y transformaciones que sufre la materia.

Por esto, en atención a una mayor claridad, seguiremos este orden lógico para exponer los temas químicos de este curso y prescindir del cronológico habitual.
Por lo general, desde la Antigüedad se consideró que la materia era continua e indivisible, hasta que en el siglo XVIII diversos experimentosconfirmaron que era posible separarla en partículas más pequeñas que llamamos átomos.
En este tema estudiaremos que incluso los átomos se pueden dividir en partículas más
pequeñas, y comentaremos modelos sencillos que intentan explicar la estructura interna de dichos átomos.
Asimismo, justificaremos que el descenso energético que proporciona estabilidad a los
sistemas atómicos, se debe a laformación de enlaces entre los mismos a fin de formar
sustancias compuestas.

1.2 Estructura de la materia

Llamamos sustancia pura a una fase de composición uniforme e invariable,
que no se puede descomponer en otras materias de distinta clase por métodos físicos

Ejemplos de sustancia pura son: la sal, el hierro, el alcohol, el agua, etc. Las propiedades físicas caracterizan a cada sustancia(punto de ebullición, punto de fusión, densidad, etc) y permanecen invariables en toda ella.

Se denominan elementos, a las sustancias puras que no pueden descomponerse
en otras más sencillas mediante procedimientos químicos normales.

Ejemplos de elementos son: hidrógeno, nitrógeno, oxígeno, oro, plata, hierro, etc. Son por tanto los constituyentes más sencillos de la materia que tienenpropiedades químicas.

Denominaremos compuestos a las sustancias puras formadas por dos o más elementos y que pueden descomponerse en éstos; por métodos químicos: sacarosa, sal común, agua.

En la actualidad, el átomo se define como: «La menor partícula constitutiva del elemento que conserva las propiedades de éste y no puede dividirse por métodos químicos»; o también como: «La partícula más pequeñade un elemento que puede participar en una combinación química».

* 1.3.-Base experimental de la teoría cuántica.

En los años 1900 (siglo XX) un joven físico alemán de nombre Max Karl Ernst Plank (1858-1947) mientras analizaba los datos de la radiación emitida por sólidos calentados a varias temperatura descubrió que los átomos y moléculas emiten energía únicamente en números enteros deciertas cantidades bien definidas.
En esa época los físicos siempre habían considerado que la energía se transmitía en forma continua, o sea que en cualquier proceso de radiación, se podía liberar cualquier cantidad de energía.
Sin embargo Plank demostró que la energía sólo se puede liberar en ciertas cantidades bien definidas a las que llamó “cuantos” (del latín “quantum” que significa paquetes).Esta consideración es conocida como la Teoría Cuántica y causó una gran controversia en ese tiempo.
En el desarrollo de la ciencia, un descubrimiento experimental importante propiciaba que se produzca una gran actividad. Así durante los 30 años que siguieron a la introducción de la Teoría Cuántica, la física se transformó tanto, que se empezó a considerar el concepto de física clásica (todo...