Atomo

Átomos, estructuras cristalinas

1. Introducción
La composición del mundo siempre ha sido una inquietud de investigación, y
hace décadas muchos filósofos de la época se dieron la tarea de conocer las
composiciones de los materiales que componían su ambiente, y debido a esas
constantes indagaciones hoy día conocemos o tenemos noción de lo que es un
átomo, y a medida de que este se fue estudiando se fueron dando leyes y teorías
que nos rigen; por tal motivo la importancia de conocer la concepción que se tiene
respecto al átomo es ineludible, de acuerdo a lo siguiente se podrá concebir cada
uno de los modelos que propusieron grandes investigadores que luego fueron
poco a poco dejando de lado el modelo principal, hasta conocer lo que hoy día
tenemos como la representación grafica de un átomo, y conociendo a su vez la
estructura cristalina que corresponde de acuerdo a su disposición en el espacio.

2. Átomo:
La palabra átomo proviene del griego atomos que quiere decir indivisible o que
no se puede partir. A partir de su significado, el átomo es considerado la porción
más pequeña constituyente de la materia; siendo una característica muy
representativa de este, el hecho de que no puede ser dividido a través de ningún
proceso químico. Sin embargo en la actualidad el átomo no puede darse a
conocer como una partícula inseparable o indivisible, debido a que en él existen
una serie de partículas subatómicas conocidas como los protones neutrones y
electrones, siendo estas las más destacables.

La teoría atómica de la materia:
El mundo que nos rodea se compone de de muy diversos materiales, algunos
vivos, otros inanimados. Además, la materia cambia con frecuencia de una forma
química a otra. En sus intentos por explicar estas observaciones, muchos
filósofos desde los tiempos antiguos han especulado acerca de la naturaleza del
material fundamental del que está hecho el mundo. Demócrito (460-370 a.C) y
otros filósofos griegos de la época pensaban que todo el material del mundo debía
estar constituido por diminutas partículas indivisibles a la que llamaron átomos.
Posteriormente Platón y Aristóteles propusieron la noción de que no puede haber
partículas indivisibles. La perspectiva atómica de la materia se desvaneció durante
muchos siglos, durante los cuales la filosofía aristoteliana domino la cultura
occidental.

3. Descubrimiento de la estructura atómica:
A medida de que los químicos aprendieron a medir las cantidades de las
materias que reaccionaban para producir nuevas sustancias, se sentaron las
bases para la teoría atómica química. Esta teoría nace entre 1803 y 1807 de las
investigaciones de un maestro de inglés, John Dalton.
Dalton llego a su conclusión acerca de los atomos con base a observaciones
químicas en el mundo macroscópico del laboratorio.

Postulados de Dalton de la Estructura Atómica:
Después de analizar un gran número de observaciones, Dalton planteo los
siguientes postulados:
 Cada elemento se compone de partículas extremadamente pequeñas
llamadas átomos.
 Todos los atomos de un elemento dado son idénticos; los atomos de
elementos diferentes son diferentes y tienen propiedades distintas (incluida
la masa).
 Los atomos de un elemento no se transforman en atomos diferentes
durante las reacciones químicas, los atomos no se crean ni se destruyen en
las reacciones químicas.
 Cuando se combinan atomos de más de un elemento se forman
compuestos; un compuesto dado siempre tiene el mismo número relativo
de la misma clase de átomos.

4. Modelos atómicos:
Un modelo atómico es una representación gráfica de la estructura que tienen
los átomos. Un modelo atómico lo que representa es una explicación o esquema
de cómo se comportan los átomos.
Modelo atómico de Dalton (1808):
John Dalton fue un químico y matemático británico (entre otras muchas cosas)
que vivió durante los años 1766 y 1844, de donde procede la palabra
“Daltonismo”. Tanto Dalton como Demócrito ya se adelantaban y ya vislumbraban
el Principio de Conservación de la Energía en donde nada se crea ni se destruye,
pero ambos modelos tienen insuficiencias o errores que se conocieron mucho
después y es que los átomos sí pueden cambiar y también pueden dividirse en
partículas más pequeñas. La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría
atómica, para explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas,
indivisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico.

Átomo de Dalton

Modelo atómico de Thomson (1897):
Joseph John Thomson fue un científico británico que vivió entre los años 1856 y
1940 que descubrió el electrón y los isótopos. Ganó el Premio Nobel de Física en
1906 y su teoría sobre el átomo decía que los átomos estaban compuestos por
electrones de carga negativa en un átomo positivo, es decir, como si tuviéramos
una bola cargada positivamente rellena de electrones (carga negativa), también

5. conocido como Modelo del Pudin De Pasas porque parece un bizcocho relleno de
pasas. De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser una esfera de
materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los
electrones.

Modelo de Thomson

Modelo atómico cubico de Lewis:
Gilbert Newton Lewis fue un físico y químico estadounidense que vivió entre los
años 1875 y 1946 que realizó numerosos trabajos científicos de los cuáles se
destacan la “Estructura De Lewis” también conocida como el “Diagrama De
Punto”. El modelo atómico de Lewis está basado en un cubo, donde decía que los
electrones de un átomo se colocaban de forma cúbica, es decir, los electrones de
un átomo estaban colocados en los vértices de un cubo.
Gracias a ésta teoría se conoció el concepto de “valencia de un electrón” es
decir, esos electrones en el último nivel de energía de un elemento que pueden
reaccionar o enlazarse con otro elemento. El modelo de Lewis fue un paso
importante en la historia para entender el significado del átomo pero se abandonó
pronto esta teoría.

Modelo atómico cubico de Lewis

6. Modelo atómico de Rutherford:
Ernest Rutherford fue un químico y físico neozelandés que vivió entre los años
1871 y 1937 que dedicó gran parte de su vida a estudiar las partículas radioactivas
(partículas alfa, beta y gamma). Fue el primero de todos en definir un modelo
atómico, donde los átomos no eran macizos, como se creía, sino que están vacíos
en su mayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo, en el que pudo
demostrar que un átomo está compuesto de un núcleo y una corteza, . Ganó el
Premio Nobel De La Química en 1908.
Para Rutherford el átomo estaba compuesto de un núcleo atómico cargado
positivamente y una corteza en los que los electrones (de carga negativa) giran a
gran velocidad alrededor del núcleo donde estaba prácticamente toda la masa del
átomo.


Modelo atómico de Rutherford

Modelo atómico de Bohr:
Este modelo también se llama de Bohr-Rutherford. Niels Henrik David Bohr fue
un físico danés que vivió entre los años 1885 y 1962 que se basó en las teorías de
Rutherford para explicar su modelo atómico. En el modelo de Bohr se introdujo ya
la teoría de la mecánica cuántica que pudo explicar cómo giraban los electrones
alrededor del núcleo del átomo. Los electrones al girar en torno al núcleo definían
unas órbitas circulares estables que Bohr explicó como que los electrones se
pasaban de unas órbitas a otras para ganar o perder energía .

7. Demostró que cuando un electrón pasaba de una órbita más externa a otra más
interna emitía radiación electromagnética. Cada órbita tiene un nivel diferente de
energía.

Modelo atómico de Bohr

Modelo atómico de Schrödinger
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger fue un físico austriaco que vivió
entre los años 1887 y 1961 cuyo modelo cuántico y no relativista explica que los
electrones no están en órbitas determinadas. Describió la evolución del electrón
alrededor del núcleo mediante ecuaciones matemáticas, pero no su posición.
Decía que su posición no se podía determinar con exactitud. Schrödinger propuso
entonces una ecuación de onda que ayuda a predecir las regiones donde se
encuentra el electrón, que se conoce como “ecuación de Schrödinger”.

Modelo atomico de Schrödinger

8. Estructuras cristalinas:
La estructura cristalina es la forma sólida de cómo se ordenan y empaquetan
los átomos, moléculas, o iones. Estos son empaquetados de manera ordenada y
con patrones de repetición que se extienden en las tres dimensiones del espacio.
La cristalografía es el estudio científico de los cristales y su formación.
Todos los metales, muchos cerámicos y algunos polímeros forman estructuras
cristalinas bajo. Un material cristalino es aquel en que los átomos se encuentran
situados en un arreglo repetitivo o periódico dentro de grandes distancias
atómicas; tal como las estructuras solidificadas, los átomos se posicionarán de
una manera repetitiva tridimensional en el cual cada átomo está enlazado al átomo
vecino más cercano. Los materiales sólidos se pueden clasificar de acuerdo a la
regularidad con que los átomos o iones están ordenados uno con respecto al otro.

9. Conclusión
El átomo viene a representar esa parte milésima que compone los materiales y
que a su vez se encuentra constituido por partículas que definen su estructura,
siendo objeto de estudio desde décadas y dando a conocerse sus
representaciones gráficas como las que hoy día tenemos en la actualidad que nos
permite conocer esta partícula que tantos aportes ha generado en el mundo y que
a su vez es la composición de los materiales. Demócrito fue el primero al que se le
atribuye el uso de este término, luego es Dalton quien promueve la teoría química
del átomo y su estructura, a raíz de esto muchos se sienten interesados en el
tema y prosiguen sus investigaciones hasta crear un nuevo modelo atómico que
sustituía a la que se encontraba vigente; mientras se estudie su composición
también entra en correspondencia con ello el ordenamiento de los atomos, los
cuales son distribuidos de manera ordenara en representación de la estructura
cristalina de dichas partículas.