ATOMO: MASA ATOMICA, IONES E ISOTOPOS

Hoy se sabe que el núcleo de cualquier átomo está constituido por protones y neutrones. A partir de ellos, se define:

Z: número atómico = nº protones del núcleo = nº electrones si el átomo está neutro.

A: número másico = nº protones + nº neutrones = partículas que hay en el núcleo.

Si dos átomos poseen el mismo número atómico Z, pertenecen al mismo elemento. Es decir, que un elemento queda perfectamente definido dando su número atómico; sin embargo, para dar más información, también se suele dar el número másico, representándose de la siguiente manera:

por ejemplo:

13C 6 protones, 6 electrones y 7 neutrones
14C 6 protones, 6 electrones y 8 neutrones
14N 7 protones, 7 electrones y 7 neutrones

con frecuencia, como vemos, el número atómico se omite, ya que al dar el símbolo del elemento queda perfectamente definido.

Concepto y tipos de isótopos

Los isótopos son átomos de un mismo elemento, (por tanto, de igual número atómico Z) con distinto número másico A, es decir, poseen diferente número de neutrones en su núcleo.

Veamos una serie de ejemplos:

• Para el carbono Z=6. Es decir, todos los átomos de carbono tienen 6 protones y 6 electrones. El carbono tiene dos isótopos: uno con A=12, con 6 neutrones y otro con número másico 13 (7 neutrones), que se representan como:

 

El carbono con número másico 12 es el más común (~99% de todo el carbono). Al otro isótopo se le denomina carbono-13.

• El hidrógeno presenta tres isótopos, y en este caso particular cada uno tiene un nombre diferente: hidrógeno deuterio tritio

                                                     

La forma más común es el hidrógeno, que es el único átomo que no tiene neutrones en su núcleo.

Concepto y tipos de iones

Lo más habitual es que los átomos sean neutros; sin embargo, en algunas ocasiones pueden adquirir carga eléctrica. A un átomo con carga eléctrica se le llama ión. Existen 2 tipos de iones:

• Catión: es un átomo que tiene carga eléctrica positiva, lo cual significa que ha perdido uno o varios electrones de su capa más externa.
• Anión: es un átomo que tiene carga eléctrica negativa, lo cual significa que ha ganado uno o varios electrones procedentes de otro átomo y los ha incorporado a su capa más externa. La carga eléctrica de un átomo se indica mediante un superíndice (número seguido de un signo + ó -) en la parte superior derecha del símbolo del elemento químico. Ejemplos:

 

- Se trata de un átomo de sodio ; contiene 11 protones, 12 neutrones y 11 electrones. El catión Na+ tendrá una carga eléctrica positiva y por tanto un electrón menos (10 electrones)
-Se trata de un átomo de cloro ; contiene 17 protones, 18 neutrones y 17 electrones. El anión CL- tendrá una carga eléctrica negativa (anión) y tendrá 18 electrones

Animaciones

Videos
A continuación os dejo una serie de videos sobre lo tratado en la unidad, los primeros tratan del número atómico y el número másico.

Y estos dos últimos de los iones y los isótopos y sus aplicaciones.

Finalmente os dejo un par de esquemas muy interesantes

UN MUNDO POR DESCUBRIR. EL ATOMO

¿Te has parado a pensar alguna vez de qué están hechas las cosas?. ¿ Por qué las rocas son duras?. ¿Por qué el agua adopta la forma del recipiente en el que está contenida?. ¿Qué es lo que hace que un diamante y una mina de un lapicero sean tan distintos, si ambos están formados por carbono?.

Durante toda la historia de la humanidad, científicos y filósofos se han cuestionado de qué estaba hecha la materia. Hoy sabemos que la materia está constituida por unas pequeñas partículas llamadas átomos.

¿Sabes que estas partículas tan pequeñas son invisibles, que necesitamos microscopios electrónicos para verlas y que tienen un gran poder?. Gracias a su conocimiento, podemos usarlas en beneficio de la humanidad, pero también pueden ser altamente peligrosas y que por ellas se podría destruir la vida que conocemos hoy en día.

¿Podrías explicar qué es un átomo y qué partículas lo forman?. ¿Cómo se llegó al conocimiento de estas partículas, y por qué son tan importantes?.

En las ciencias, se utilizan modelos para representar ideas de cómo funciona una parte determinada del universo. En este caso, la teoría atómica trata de explicar el comportamiento y propiedades del átomo; no debe ser interpretado como un dibujo, sino como una representación gráfica de su funcionamiento.

Debido a que no es posible observarlo, el modelo se ha modificado gran cantidad de veces basándose en los nuevos descubrimientos y es probable que el modelo actual, en un futuro, sea modificado o reemplazado.

HISTORIA DE LOS MODELOS ATÓMICOS

La historia del modelo atómico comienza muchos siglos atrás, incluso antes de Cristo. En el siglo V ac, los filósofos griegos se preguntaban si la materia podía ser dividida en tantas partículas hasta llegar a un punto en que ya no se pudiera dividir mas, es decir que fuera indivisible. Es así como Democrito hace una teoría en la que afirma que la materia está compuesta de partículas indivisibles, a estas partículas las llamo átomos. La palabra átomo en griego significa indivisible.

Empédocles, otro filósofo griego, que no creía en dicha teoría y postulaba la idea de que la materia estaba constituida por 4 elementos que se combinaban entre sí: el agua, la tierra, el aire y el fuego.

Posteriormente transcurre un período en la historia de la Química, donde la principal preocupación es tratar de convertir los metales conocidos en oro. A los científicos encargados de estos procesos se les llamaba alquimistas. Nunca se pudo lograr el objetivo de estos científicos. Con la llegada de la ciencia experimental en los siglos XVI y XVII, los avances en todos los campo propician los estudios en química.

Hacia finales del siglo XIX se descubrió que el átomo si es una partícula divisible, ya que consta de tres partículas elementales, protones, neutrones y electrones.

•  Los primeros en ser descubiertos fueron los electrones en el año 1897 por el investigador Sir Joseph Thomson. 
• Los protones fueron descubiertos al igual que el núcleo del átomo en 1911 por Ernest Rutherford. 
•  Los últimos en ser descubiertos fueron los neutrones en 1933 por James Chadwick (Gran Bretaña).

Les dejo a continuación algunos videos muy buenos sobre el tema que les ayudarán a entenderlo mejor...