Evolución de los modelos atómicos y la radiactividad

Teoría atómica de Dalton

Postulados:

• La materia está formada por átomos indivisibles.
• Los átomos son invariables.
• Los elementos están formados por átomos iguales, tienen la misma masa y las mismas propiedades químicas.
• Los átomos de diferentes elementos tienen masas y propiedades químicas distintas.
• Los compuestos químicos están formados por la combinación de átomos de dos o más elementos diferentes.
• Cuando dos o más átomos de distintos elementos se combinan para formar un mismo compuesto, lo hacen en una relación de números enteros sencillos.
• En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen, solamente cambian su distribución en las sustancias.

La materia no es discontinua y las partículas de las que habla la teoría de la materia son los átomos o los agregados de átomos que actualmente denominamos moléculas.

Métodos de electrización de los cuerpos

Por frotamiento y por contacto

Cuando se frota ciertos materiales, se pueden observar dos fenómenos eléctricos: la atracción entre esos materiales o la repulsión. La electrización por contacto tiene lugar cuando se pone en contacto un cuerpo no cargado y aislado con otro ya cargado por frotamiento; para ello se utiliza un péndulo eléctrico.

Electrización por inducción

Para electrizar un cuerpo no es imprescindible que exista contacto entre el cuerpo cargado y el que se quiere electrizar; para ello se utiliza un electroscopio.

La carga eléctrica

Los fenómenos eléctricos son una manifestación de la carga eléctrica de la materia. La cantidad de carga eléctrica es una magnitud física y su unidad en el SI es el culombio. Los tipos de cargas son:

• Neutro: cuando el número de cargas positivas es igual al de cargas negativas.

Electrones y protones

El átomo contiene partículas subatómicas. Los electrones tienen carga eléctrica negativa y masa. Cada electrón posee una carga eléctrica elemental. El resto del átomo tiene carga positiva. Como el átomo es eléctricamente neutro, hay que suponer que el número de cargas eléctricas negativas (electrones) es igual al número de cargas eléctricas positivas (protones) y su valor es el mismo.

Modelo atómico de Thomson

Casi toda la masa del átomo correspondía a la carga positiva, por lo que esta debía ocupar la mayor parte del volumen atómico. Imaginó el átomo como una esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones.

La formación de iones

Un ion es un átomo que ha ganado o perdido uno o más electrones.

• Cuando un átomo pierde uno o más electrones, adquiere carga neta positiva y se convierte en un catión.
• Cuando un átomo gana uno o más electrones, adquiere carga neta negativa y se convierte en un anión.

El modelo de Rutherford

Fue el primer modelo atómico que consideró al átomo formado por dos partes: la "corteza", constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo", muy pequeño, que concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.

Estructura del átomo nuclear

El átomo tiene un núcleo central en el que está concentrada prácticamente toda su masa. La carga positiva de los protones se compensa con la carga negativa de los electrones; el átomo es eléctricamente neutro. El núcleo contiene tantos protones como electrones tiene el átomo. Los electrones giran a mucha velocidad en torno al núcleo y están separados de este por una gran distancia en relación a su tamaño.

Su distribución es: en la primera capa 2 electrones, la segunda 8, la tercera 18, la cuarta 32.

Modificaciones al modelo de Rutherford

1. El electrón solo se mueve en unas órbitas circulares de energía. El electrón tiene una determinada energía que es tanto mayor cuanto más alejada esté la órbita del núcleo.
2. La emisión de energía se produce cuando un electrón salta de un estado inicial de mayor energía a otro de menor energía.

Los isótopos

Son átomos de un mismo elemento que tienen igual número atómico pero distinto número másico.

Radiactividad

• Partículas alfa: dos protones y dos neutrones, con lo que su número másico es 4 y tienen carga positiva. Tienen escaso poder de penetración.
• Partículas beta: son electrones (carga negativa) que se desplazan a gran velocidad. Tienen gran poder de penetración.
• Rayos gamma: son radiaciones de alta energía y no tienen carga eléctrica. Penetran en el cuerpo de los animales.

Radioisótopos

Son isótopos radiactivos de un elemento. Por ejemplo: el C¹⁴ es un isótopo radiactivo del C¹². Un isótopo radiactivo es totalmente idéntico a su isótopo inactivo y se comporta exactamente igual en los procesos físicos y químicos en los que interviene. El radioisótopo se trata de un átomo marcado que puede ser seguido en todas sus evoluciones químicas y biológicas gracias a las radiaciones que emite.