ESTRUCTURA DE LA MATERIA
Antes de 1800, se pensaba que la materia era continua, es decir que podía ser dividida en infinitas partes más pequeñas sin cambiar la naturaleza del elemento. Sin embargo, alrededor de 1803 Jhon Dalton (17766-1844) descubrió que la naturaleza de la materia y la forma en que los elementos se combinaban, sugería la existencia de un límite a lo que un elemento podía subdividirse.
Ahora se sabe que al dividir una muestra de algún elemento en trozos cada vez más pequeños, finalmente se encuentra una unidad básica que no puede ser dividida sin cambiar la naturaleza del elemento. Esta unidad básica se llama Átomo. Un átomo es la partícula más pequeña que puede existir de un elemento conservando las propiedades de dicho elemento.
Los átomos son extremadamente pequeños, ya que el diámetro de un átomo es del orden de 10-8 cm, se necesitarían 100 millones de átomos en una línea recta para alcanzar una longitud de 1 cm.
La Teoría Atómica de Dalton se puede resumir en los siguientes postulados:
- Un elemento está compuesto de partículas pequeñas e indivisibles llamadas átomos.
- Todos los átomos de un elemento dado tienen propiedades idénticas, las cuales difieren de las de átomos de otros compuestos.
- Los átomos de un elemento no pueden crearse, ni destruirse o transformarse en átomos de otros elementos.
- Los compuestos se forman cuando átomos de elementos diferentes se combinan entre si en una proporción fija.
- Los números relativos y tipos de átomos son constantes en un compuesto dado.
En casi todas las moléculas, dos o más átomos se unen entre sí formando unidades discretas muy pequeñas (partículas) que son eléctricamente neutras. Una Molécula es la partícula más pequeña de un compuesto o elemento que tiene existencia estable o independiente.
Por ejemplo, un átomo de oxígeno no puede existir sólo a temperatura ambiente y presión atmosférica normal; por tanto, cuando se mezclan átomos de oxígeno en esas condiciones, de inmediato se combinan en pares. A estos elementos que se forman por dos átomos se les conoce como una molécula diatómica. Otros de moléculas diatómicas son: al hidrógeno, el nitrógeno, el flúor, el cloro, el bromo y el yodo.
Existen elementos como moléculas más complejas; por ejemplo el fósforo forma moléculas de cuatro átomos y el azufre moléculas de ocho átomos en condiciones de temperatura y presión normales. Las moléculas que contienen más de dos átomos se denominan moléculas poliatómicas.
Los átomos son los componentes de las moléculas, y estás a su vez son los componentes de los elementos y de la mayor parte de los compuestos.
El siguiente video habla sobre los atomos:
PARTICULAS FUNDAMENTALES
El átomo, y por tanto toda la materia está formado principalmente por tres partículas fundamentales: electrones, neutrones y protones.
El Electrón: Comúnmente representado como e− es una partícula subatómica. En un átomo los electrones rodean el núcleo, compuesto de protones y neutrones. Los electrones tienen la carga eléctrica más pequeña, y su movimiento genera corriente eléctrica. Dado que los electrones de las capas más externas de un átomo definen las atracciones con otros átomos, estas partículas juegan un papel primordial en la química.
El electrón tiene una carga eléctrica negativa de −1.6 × 10−19 culombios y una masa de 9.10 × 10−31 kg (0.51 MeV/c2), que es aproximadamente 1800 veces menor que la masa del protón.
Aunque la mayoría de los electrones se encuentran formando parte de los átomos, los hay que se desplazan independientemente por la materia. Cuando los electrones que no forman parte de la estructura del átomo se desplazan y hay un flujo neto de ellos en una dirección, este flujo se llama corriente eléctrica. La electricidad estática no es un flujo de electrones. Es más correcto definirla como "carga estática", y está causada por un cuerpo cuyos átomos tienen más o menos electrones de los necesarios para equilibrar las cargas positivas de los núcleos de sus átomos. Cuando hay un exceso de electrones, se dice que el cuerpo está cargado negativamente. Cuando hay menos electrones que protones el cuerpo está cargado positivamente.
Si el número total de protones y electrones es equivalente, el cuerpo está en un estado eléctricamente neutro.
El electrón es una partícula elemental, lo que significa que no tiene una subestructura. Por ello suele representarse como un punto, es decir, sin extensión espacial.
La corriente eléctrica que suministra energía a los hogares está originada por electrones en movimiento.
El Protón: Partícula nuclear con carga positiva igual en magnitud a la carga negativa del electrón; junto con el neutrón, está presente en todos los núcleos atómicos. Al protón y al neutrón se les denomina también nucleones. La masa de un protón es de 1,6726 × 10-27 kg, aproximadamente 1.836 veces la del electrón. Por tanto, la masa de un átomo está concentrada casi exclusivamente en su núcleo.
El número atómico de un elemento indica el número de protones de su núcleo.
Los protones son parte esencial de la materia ordinaria, y son estables a lo largo de periodos de miles de millones, incluso billones, de años.
El Neutrón: Es una partícula eléctricamente neutra, de masa 1.838,4 veces mayor que la del electrón y 1,00014 veces la del protón; juntamente con los protones, los neutrones son los constitutivos fundamentales del núcleo atómico y se les considera como dos formas de una misma partícula: el nucleón.
El número de neutrones en un núcleo estable es constante, pero un neutrón libre, es decir, fuera del núcleo, se desintegra con una vida media de unos 1000 segundos, dando lugar a un protón o un electrón.
En un núcleo estable, por el contrario, el electrón emitido no tiene la energía suficiente para vencer la atracción coulombiana del núcleo y los neutrones no se desintegran.
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