Química - Estructura del átomo
Introducción
En 1900, se descubrió que el átomo no era una partícula simple e indivisible, sino que contenía partículas subatómicas.
J.J. Thomson descubrió la partícula subatómica a saber ‘electron.’
JJ Thomson fue la primera persona que propuso un model para la estructura de un átomo.
En 1886, E. Goldstein descubrió la presencia de nuevas radiaciones en una descarga de gas y las nombró canal rays.
Otra partícula subatómica cargada positivamente fue descubierta con experimentos de rayos de canal y la llamó proton.
Modelo de átomo de Thomson
Thomson propuso que un átomo consiste en una esfera cargada positivamente y los electrones (carga negativa) están incrustados en ella (como se muestra en la imagen que se muestra a continuación).
Además, Thomson dijo que las cargas negativas y positivas son iguales en magnitud. Por tanto, el átomo en su conjunto es eléctricamente neutro.
Modelo de átomo de Rutherford
E. Rutherford es popular como el "padre" de la física nuclear.
Rutherford es ampliamente conocido por su trabajo sobre la radiactividad y el descubrimiento de la nucleus de un átomo con el experimento de la lámina de oro (como se muestra en la imagen que se muestra a continuación.
Rutherford dijo que en un átomo, hay un centro cargado positivamente conocido como el nucleus.
Rutherford dijo que casi toda la masa de un átomo existe en el núcleo.
Según Rutherford, los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas bien definidas.
Modelo de átomo de Bohr
Neils Bohr amplió aún más el modelo de Rutherford y mejoró sus inconvenientes.
Según Bohr, solo se permiten ciertas órbitas especiales conocidas como órbitas discretas de electrones dentro del átomo.
Bohr dijo que los electrones no irradian energía mientras giran en órbitas discretas.
Bohr nombró órbitas o caparazones como niveles de energía (como se muestra en la imagen que se muestra a continuación).
Bohr representó estas órbitas o conchas por las letras K, L, M, N,… o los números, n = 1,2,3,4,….
Neutrón
En 1932, J. Chadwick descubrió una nueva partícula subatómica, es decir, un neutrón.
El neutrón no tiene carga y tiene una masa casi igual a la de un protón.
Los neutrones están presentes en el núcleo de todos los átomos, excepto el hidrógeno.
Electrones distribuidos en diferentes órbitas (capas)
El número máximo de electrones que pueden estar presentes en una capa viene dado por la fórmula 2n2.
‘n’ es el número de órbita o índice de nivel de energía, es decir, 1, 2, 3,….
De acuerdo con la fórmula dada:
Primera órbita, es decir K-shellserá = 2 × 1 2 = 2
Segunda órbita, es decir L-shellserá = 2 × 2 2 = 8
Tercera órbita, es decir M-shellserá = 2 × 3 2 = 18
Cuarta órbita, es decir N-shellserá = 2 × 4 2 = 32
Asimismo, el número máximo de electrones que se pueden acomodar en la órbita más externa es 8.
Los electrones no se llenan en una capa determinada, a menos que se llenen las capas internas. Es decir, las cáscaras se llenan de forma escalonada; comenzando desde la capa interior hasta la capa exterior.
Valencia
Los electrones, los que están presentes en la capa más externa de un átomo, se conocen como valence electrones.
Según el modelo de Bohr-Bury, la capa más externa de un átomo puede tener un máximo de 8 electrones.
Número atómico
El número total de protones, presentes en el núcleo de un átomo, se conoce como atomic number.
El número de protones de un átomo determina el número atómico.
El número atómico se denota por ‘Z’.
Los protones y neutrones se conocen colectivamente como nucleons.
Número de masa
La suma del número total de protones y neutrones, presentes en el núcleo de un átomo, se conoce como mass number.
Isótopos
Los átomos del mismo elemento, que tienen el mismo número atómico pero diferentes números de masa, se conocen como isótopos. Por ejemplo, el átomo de hidrógeno tiene tres isótopos, a saber, protio, deuterio y tritio.
Las propiedades químicas de los isótopos de un átomo son similares pero sus propiedades físicas son diferentes.
Isobaras
Los átomos de diferentes elementos con diferentes números atómicos, que tienen el mismo número de masa, se conocen como isobaras. Por ejemplo, el número atómico del calcio es 20 y el número atómico del argón es 18; Además, el número de electrones en estos átomos es diferente, pero el número másico de ambos elementos es 40.