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La comprensión de la estructura y comportamiento de la materia es fundamental para el avance de la ciencia y la tecnología. A lo largo de la historia, diversos modelos atómicos han sido propuestos para explicar la naturaleza de los átomos, los bloques de construcción fundamentales de toda la materia. Desde las primeras ideas de Dalton hasta el sofisticado modelo mecánico cuántico, cada teoría ha contribuido a nuestra comprensión actual.

La Tabla Periódica de los Elementos, desarrollada inicialmente por Dmitri Mendeléyev, es una herramienta esencial que organiza los elementos de acuerdo con sus propiedades químicas y físicas. Esta organización no solo facilita la identificación de patrones y tendencias entre los elementos, sino que también permite predecir el comportamiento de elementos aún no descubiertos en su tiempo.

Además, la formación de enlaces químicos es un proceso clave que explica cómo los átomos se combinan para formar compuestos. Los diferentes tipos de enlaces – iónicos, covalentes y metálicos – determinan las propiedades de los materiales y su comportamiento en diversas condiciones. El estudio de estos enlaces y los compuestos que forman es esencial para el desarrollo de nuevos materiales y tecnologías.

En este trabajo, exploraremos los principales modelos atómicos, el desarrollo y la estructura de la Tabla Periódica, y los tipos de enlaces químicos y sus consecuencias en las propiedades de los compuestos. A través de esta exploración, se espera proporcionar una visión integrada y comprensiva de algunos de los conceptos más importantes en la química moderna.

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Para concluir sobre los temas de modelos atómicos, la tabla periódica, y enlaces y compuestos químicos, podemos destacar lo siguiente:

Modelos Atómicos

A lo largo de la historia, la comprensión del átomo ha evolucionado significativamente. Desde el modelo de Dalton, que postulaba que los átomos eran indivisibles y únicos para cada elemento, hasta el modelo de Bohr, que introdujo la idea de niveles de energía cuantizados, pasando por el modelo de Thomson y su "pudín de pasas", y el modelo nuclear de Rutherford. Cada uno de estos modelos ha contribuido a nuestra comprensión actual del átomo como una estructura compleja compuesta por un núcleo denso de protones y neutrones, rodeado por una nube de electrones que ocupan diferentes orbitales.

La Tabla Periódica

La tabla periódica es una herramienta fundamental en la química que organiza los elementos según sus propiedades químicas y físicas. Propuesta inicialmente por Dmitri Mendeléyev, la tabla ha sido expandida y refinada a medida que se han descubierto nuevos elementos y se ha comprendido mejor la estructura atómica. La disposición de los elementos en grupos y periodos revela tendencias periódicas, como la electronegatividad, los radios atómicos y la energía de ionización, que permiten predecir el comportamiento químico de los elementos y sus compuestos.

Enlace y Compuestos Químicos

Los enlaces químicos son las fuerzas que mantienen unidos a los átomos en los compuestos. Los principales tipos de enlace son el iónico, covalente y metálico. Los enlaces iónicos resultan de la transferencia de electrones de un átomo a otro, creando iones con cargas opuestas que se atraen entre sí. Los enlaces covalentes involucran el compartimiento de electrones entre átomos, y pueden ser simples, dobles o triples, dependiendo del número de pares de electrones compartidos. Los enlaces metálicos se caracterizan por una "nube" de electrones deslocalizados que permiten la conductividad eléctrica y térmica en los metales.

Los compuestos químicos, formados por combinaciones de diferentes elementos, exhiben propiedades únicas que no pueden ser deducidas simplemente sumando las propiedades de los elementos constituyentes. Estos compuestos pueden clasificarse en orgánicos, que contienen carbono, e inorgánicos, y son fundamentales en multitud de aplicaciones, desde la industria hasta la biología.

En resumen, los modelos atómicos han sido esenciales para desarrollar una comprensión detallada de la estructura y comportamiento de los átomos. La tabla periódica organiza este conocimiento de manera sistemática, permitiendo la predicción y racionalización de las propiedades de los elementos. Los enlaces y compuestos químicos son la base de la materia, explicando cómo los átomos se combinan y interactúan para formar la vasta diversidad de sustancias que componen el mundo.

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Mi opinión es que los modelos atómicos indican que la ciencia siempre está en constante avance y cada día se conoce algo nuevo como el tubo de rayos catodicos que encontró el átomo que tenia átomos. En los enlaces químicos aprendimos que son metálicos, ionicos y completes son fuerzas de atracción que forman moléculas y además que transfieren o comparten electrones ya sean enlaces ionicos o covalentes y los metálicos son los que forman estructuras tridimensionales y los electrones están en constante movimiento en la estructura. Lo que yo aprendí de la tabla periodica esque es una herramienta que organiza y clasifica los elementos de acuerdo con sus propiedades, algunas de sus propiedades pueden predecirse por ciertos patrones que están en función en base a la posición de los elementos.Y de los compuestos químicos nos ayudan mucho en diversos campos como la química, la medicina , la industria y la agricultura nos ayudan a saber cómo interactúan y cómo reaccionan entre sí.

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mi opinion es que sin los modelos atomicos no se podria que te permiten estudiar y entender cómo está formada la materia de manera más sencilla.y que es fundamental para la quimica como lo es tambien la calsificacion de los compuestos quimicos.

De igual forma vimos la tabla periódica y su evolución a través de los años, desde mi puto de vista la tabla periódica fue algo impactante que revoluciono la química, puesto que de esta manera los químicos lograron establecer nombres, familias y valores a los elementos, simplificando así el trabajo.

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En este semestre, pudimos apreciar la evolución del modelo atómico, del cual consto de 8 diferentes evoluciones, donde en cada una de ellas se buscaba una forma más solida de representar al átomo de la manera más acertada posible, no fue hasta 1926 donde Schrödinger presento un nuevo modelo atómico, el cuál es el más actual y reconocido hasta la fecha. De igual forma vimos la tabla periódica y su evolución a través de los años, desde mi puto de vista la tabla periódica fue algo impactante que revoluciono la química, puesto que de esta manera los químicos lograron establecer nombres, familias y valores a los elementos, simplificando así el trabajo. Por ultimó en este semestre vimos los tipos de enlaces y compuestos químicos, básicamente los enlaces químicos constan de tres tipos, los cuales se definen a partir de su carga y los cuales gracias a ellos se determina el tipo de compuesto; ahora los compuestos son como otra tabla periódica, pero de uno o más elementos juntos los cuales forman un compuestos, me pareció interesante como entre los compuestos existe una nomenclatura, la cuál determina el nombre a partir de los elementos que la conforman y su carga.

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La comprensión de los modelos atómicos, la organización de la tabla periódica y la naturaleza de los enlaces químicos son pilares fundamentales en la química. Estos conceptos permiten a los científicos y estudiantes predecir y explicar las propiedades de los elementos y los compuestos. La evolución de estos modelos y teorías refleja el progreso en nuestro entendimiento de la materia, desde la escala atómica hasta la formación de complejos materiales. Esta integración de conocimientos es crucial para avanzar en campos como la química, la física, la biología y la ingeniería de materiales.

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El modelo atómico de Broglie no predice la ubicación exacta del electrón sobre la órbita en la cual se desplaza. En este modelo, los electrones se perciben como ondas que se movilizan en toda la órbita sin una ubicación específica, con lo cual se introduce el concepto de orbital electrónico.

En 1924, Louis de Broglie propuso una nueva hipótesis especulativa según la cual los electrones y otras partículas de materia pueden comportarse como ondas. Hoy en día, esta idea se conoce como la hipótesis de De Broglie sobre las ondas de materia.

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Te explicamos qué es un compuesto químico, qué tipos existen y la composición química del agua. Además, los elementos químicos.

¿Qué es un compuesto químico?

Un compuesto químico es cualquier sustancia formada por la unión de dos o más tipos de elementos químicos, o sea, por átomos de dos o más tipos diferentes de elementos químicos, unidos entre sí por enlaces químicos de alguna clase.

Un compuesto químico no puede ser separado en los elementos que lo constituyen mediante métodos físicos ( destilación, decantación , etc). La única forma de separar un compuesto químico en sus elementos constitutivos es mediante reacciones químicas.

El nivel de complejidad de un compuesto químico puede ser muy sencillo o muy complejo, esto depende de la cantidad de átomos que lo formen y la manera en que se combinen. Existen compuestos formados por unos pocos átomos y compuestos formados por cientos de átomos enlazados y ocupando posiciones muy específicas en el compuesto.

Por ejemplo, son compuestos químicos sustancias binarias como el dióxido de carbono (CO ₂) o el agua (H ₂O). También lo son otras más complejas como el ácido sulfúrico (H ₂SO ₄) o la glucosa (C ₆H ₁₂O ₆), o incluso macromoléculas inexpresables en una fórmula química simple, como una molécula de ADN humano.

A pesar de ser aglomeraciones más o menos complejas de elementos, los compuestos químicos presentan un conjunto estable de propiedades físicas y químicas.

Por otro lado, un cambio aparentemente menor en la configuración de sus átomos constitutivos puede producir cambios radicales en dichas propiedades, o bien puede producir sustancias totalmente nuevas a través de una reacción química.

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Tipos de compuestos químicos

Los compuestos químicos pueden clasificarse según dos criterios distintos, que son:

Según el tipo de enlace entre sus átomos. Dependiendo de qué tipo de enlace exista entre los elementos constituyentes de un compuesto químico, se pueden clasificar en:

Unidas por enlaces covalentes (compartimiento de electrones).

Iones. Unidos por enlaces electromagnéticos y dotados de carga positiva o negativa.

Compuestos intermetálicos. Unidos por enlaces metálicos, que suelen darse obviamente entre átomos de tipo metálico.

Complejos. Que mantienen unidas sus largas estructuras mediante enlaces covalentes coordinados (es un tipo de enlace covalente en el que el par de electrones compartido es aportado por solo uno de los átomos que participan en este enlace).

Según la naturaleza de su composición. Dependiendo del tipo de átomos que los integren, se pueden clasificar en:

Compuestos orgánicos. Son aquellos que tienen el carbono como elemento base, en torno al cual se estructuran los demás átomos. Son los compuestos fundamentales para la química de la vida. Pueden ser:

Alifáticos. Son compuestos orgánicos que no son aromáticos. Pueden ser lineales o cíclicos.

Aromáticos. Son compuestos orgánicos formados por estructuras con enlaces conjugados. Esto significa que se alterna un enlace doble o triple, con un enlace simple a lo largo de toda la estructura. Son muy estables.

Heterocíclicos. Son compuestos orgánicos cuya estructura es cíclica, pero al menos un átomo del ciclo es un elemento diferente al carbono.

Organometálicos. Son compuestos orgánicos en los que un metal también forma parte de su estructura.

Polímeros. Son macromoléculas formadas por monómeros (moléculas más pequeñas).

Compuestos inorgánicos. Son aquellos cuya base no siempre es el carbono. Son de naturaleza muy diversa y se presentan en todos los estados de agregación. Estos se clasifican en:

Óxidos básicos. Se forman cuando un metal reacciona con el oxígeno. Por ejemplo: óxido de hierro (II) (FeO)

Óxidos ácidos. Se forman por enlaces entre el oxígeno y un elemento no metálico. Por ejemplo: óxido de cloro (VII) (Cl₂O₇)

Hidrocarburos. Pueden ser metálicos y no metálicos. Los hidruros metálicos se forman por unión de un anión hidruro (H⁻) de carga eléctrica negativa, con un catión metálico cualquiera (carga positiva). Los hidruros no metálicos se forman por unión de un no metal (que en este caso siempre reacciona con su menor estado de oxidación) y el hidrógeno. Estos últimos generalmente son gaseosos y se nombran anteponiendo el nombre del no metal seguido de la frase -de hidrógeno. Por ejemplo: hidruro de Litio (LiH), hidruro de berilio (BeH₂), fluoruro de hidrógeno (HF(g)), cloruro de hidrógeno (HCl(g)).

Hidrácidos. Son compuestos formados por hidrógeno y un no metal. Al disolverlos en agua dan soluciones ácidas. Por ejemplo: ácido fluorhídrico (HF(ac)), ácido clorhídrico (HCl(ac)).

Hidróxidos (o bases). Son compuestos formados por la unión de un óxido básico y agua. Se reconocen por el grupo funcional hidroxilo -OH. Por ejemplo: hidróxido de plomo (II) ( Pb(OH)₂), hidróxido de litio (LiOH).

Oxácidos. Son compuestos que también se nombran oxoácidos u oxiácidos (y popularmente "ácidos"). Son ácidos que contienen oxígeno. Se forman cuando reacciona un óxido ácido y agua. Por ejemplo: ácido sulfúrico (H₂SO₄), ácido hiposulfuroso (H₂SO₂).

Sales. Las sales son producto de la unión de sustancias ácidas y básicas. Se clasifican en: neutras, ácidas, básicas y mixtas.

Sales neutras. Se forman por la reacción entre un ácido y una base o hidróxido, que libera agua en el proceso. Pueden ser binarias y ternarias dependiendo de si el ácido es un hidrácido o un oxácido respectivamente. Por ejemplo: cloruro de sodio (NaCl), tricloruro de hierro (FeCl₃), fosfato de sodio (Na₃PO₄)

Sales ácidas. Se forman por reemplazo del hidrógeno en un ácido por átomos metálicos. Por ejemplo: hidrogenosulfato (VI) de sodio (NaHSO4).

Sales básicas. Se forman reemplazando los grupos hidroxilos de una base por los aniones de un ácido. Por ejemplo: dihidroxicloruro de hierro (III) (FeCl(OH)₂).

Sales mixtas. Son producidas al sustituir los hidrógenos de un ácido por átomos metálicos de distintos hidróxidos. Por ejemplo: tetraoxosulfato de sodio y potasio (NaKSO4).

Ejemplos cotidianos de compuestos químicos

Es fácil hallar ejemplos cotidianos de compuestos químicos. Basta con echar un vistazo a la cocina: son compuestos químicos el agua (H ₂O), el azúcar o sacarosa (C ₁₂H ₂₂O ₁₁), la sal (NaCl), el aceite (glicerol y tres radicales carboxilatos) o el vinagre, que es una dilución de ácido acético (C ₂H ₄O ₂).

Lo mismo, aunque a niveles de complejidad muy superiores, ocurre con la mantequilla, el queso, la leche o el vino.

Elementos químicos y compuestos químicos

Los elementos químicos son los diferentes tipos de átomos que componen la materia, y que se distinguen entre sí según la configuración particular de sus partículas subatómicas ( protones, neutrones y electrones).

Los elementos químicos se pueden agrupar de acuerdo a sus propiedades químicas, o sea, a las fuerzas a las que responden con mayor o menor facilidad, al comportamiento que exhiben en determinadas reacciones, o a otros rasgos propios estructurales. Están representados, clasificados y organizados en la Tabla Periódica de los elementos.

Los compuestos químicos son combinaciones de elementos químicos de distinta complejidad. Los elementos químicos son las piezas mínimas de la materia, que no pueden ser descompuestas en piezas menores por métodos físicos (es necesario recurrir a los métodos químicos para esto).

Un ejemplo de compuesto químico es el agua. Este compuesto está formado por hidrógeno y oxígeno. Si se logra descomponer la molécula de agua, el oxígeno y el hidrógeno puro existen en sus formas moleculares en estado gaseoso O ₂ y H ₂.

Composición química del agua

Tal y como lo denota su fórmula química (H ₂O), a pesar de ser una sustancia simple, el agua es un compuesto químico formado por dos tipos de elementos: hidrógeno (H) y oxígeno (O), en una proporción fija y determinada en cada una de sus moléculas: dos átomos de hidrógeno por cada átomo de oxígeno.

Estos átomos se encuentran unidos por enlaces covalentes, que le confieren a la molécula una gran estabilidad. Además, le otorgan propiedades dipolares que permiten la formación de puentes entre los átomos de hidrógeno de una molécula de agua y las demás (puentes de hidrógeno).

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Referencias

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Compuesto Químico - Concepto, clasificación, elementos y ejemplos

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Te explicamos qué es un compuesto químico, qué tipos existen y la composición química del agua. Además, los elementos químicos. Un compuesto químico es cualquier sustancia formada por la unión de dos o más tipos de elementos químicos, o sea, por átomos de dos o más tipos diferentes de elementos químicos, unidos entre sí por enlaces químicos de alguna clase.

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Actualmente, la tabla periódica se compone de 118 elementos distribuidos en 7 filas horizontales llamadas periodos y 18 columnas verticales, conocidas como grupos. Su descubridor, el químico ruso Dmitri Mendeléiev, no fue premiado con el Nobel por lo que es una de las contribuciones capitales en la historia de la química. A cambio, en 1955 recibió el honor de prestar su nombre al mendelevio (Md), el elemento químico de número atómico 101 en la tabla periódica.

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La tabla periódica es un cuadro que presenta todos los elementos químicos que existen ordenados según sus propiedades físicas. Fue diseñada por el químico ruso Dmitri Mendeléiev en 1869 y es considerado por muchos como el descubrimiento más importante de la química. Y es que esta compleja ordenación de los elementos permitió predecir el descubrimiento de nuevos elementos y permitió realizar investigaciones teóricas sobre estructuras desconocidas hasta el momento.

PREGUNTAS FRECUENTES SOBRE LA TABLA PERIÓDICA

¿Cuántos elementos tiene la tabla periódica?

Actualmente la tabla periódica actual cuenta con 118 elementos (94 de los cuales se dan de manera natural en la Tierra) sin embargo, los científicos están intentando sintetizar nuevos elementos artificiales, por lo que no se descarta que esta lista aumente en el futuro. De hecho los grandes laboratorios de Japón, Rusia, Estados Unidos y Alemania compiten por ser los primeros en obtener los siguientes: el 119 y el 120

¿Cómo se organiza la tabla periódica?

La tabla periódica de los elementos está organizada de menor a mayor según su número atómico, es decir, el número total de protones que tiene cada átomo de ese elemento. Además están distribuidos en 7 filas horizontales llamadas periodos y 18 columnas verticales conocidas como grupos, de modo que los elementos que pertenecen al mismo grupo tienen propiedades similares

¿Qué significa cada elemento de la tabla periódica?

Cada casilla de la tabla periódica corresponde a un elemento químico con unas propiedades determinadas. En dicha casilla se especifica su nombre, el símbolo químico del elemento, su número atómico (cantidad de protones), su masa atómica, la energía de ionización, la electronegatividad, sus estados de oxidación y la configuración electrónica. Gracias a los símbolos químicos se pueden abreviar los elementos de ciertas materias, como el agua, que está compuesta por dos moléculas de hidrógeno y una de oxígeno, es decir: H ₂ O

Grupos de la tabla periódica

Las 18 columnas verticales conforman los conocidos como grupos de la tabla periódica y son elementos que tienden a tener propiedades químicas similares. por ejemplo, la columna más a la izquierda de la tabla, la conocida como el grupo de los metales alcalinos, contiene elementos como el sodio, el potasio o el litio, todos ellos sólidos a temperatura ambiente, con puntos de fusión bajos, muy reactivos y con tendencia a ennegrecerse en contacto con el aire. Su nomenclatura ha cambiado, tanto a lo largo del tiempo como de los países donde se nombren.

Clasificación de los elementos de la tabla periódica:

Grupo 1: metales alcalinos

Grupo 2: metales alcalinotérreos

Grupo 3: familia del escandio (tierras raras y actínidos)

Grupo 4: familia del titanio

Grupo 5: familia del vanadio

Grupo 6: familia del cromo

Grupo 7: familia del manganeso

Grupo 8: familia del hierro

Grupo 9: familia del cobalto

Grupo 10: familia del níquel

Grupo 11: familia del cobre

Grupo 12: familia del zinc

Grupo 13: térreos

Grupo 14: carbonoideos

Grupo 15: nitrogenoideos

Grupo 16: calcógenos o anfígenos

Grupo 17: halógenos

Grupo 18: gases nobles

¿Qué es y para qué sirve una tabla muda?

Una tabla periódica muda es la misma tabla periódica pero sin los elementos, ni sus números atómicos. Es decir, una tabla periódica en blanco. Es un recurso muy utilizado para aprender a colocar los elementos químicos en la tabla y analizar sus distintas cualidades.

Tabla periódica en blanco

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Así nació la tabla periódica en el siglo XIX

Actualmente se conocen 118 elementos y todos ellos están perfectamente colocados en la tabla periódica según sus características. Sin embargo a mediados del siglo XIX solo se conocían 63 elementos y, de hecho, los químicos no se ponían de acuerdo sobre cómo nombrarlos y ordenarlos. Por ello en 1860 se organizó el primer Congreso Internacional de Químicos en la ciudad alemana de Karlsruhe. Esta reunión fue crucial en la historia de la ciencia, pues allí se gestó la manera en la que actualmente organizamos los elementos químicos, pero no fue nada sencillo llegar a un acuerdo.

El primer paso fue establecer el concepto de peso atómico-masa atómica de un elemento, que fue establecido por el químico italiano Stanislao Cannizzaro. En este concepto se inspirarían tres jóvenes participantes en el congreso, William Odling, Julius Lothar Meyer y Dimitri Ivánovich Mendeléiev, para crear las primeras tablas. De todas estas distintas tablas que organizaban los elementos, la de Mendeléiev fue la más rompedora, pues hacía predicciones y dejaba huecos libres para elementos que se descubrirían más tarde, como el galio (1875), el germanio (1887) o el tecnecio (1937). La fecha oficial tomada por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) como referencia para el aniversario del nacimiento de la tabla periódica es el 1 de marzo de 1869 según el calendario gregoriano (resulta que en Rusia en aquella época utilizaban el calendario juliano, por lo que el aniversario según este calendario sería el 17 de febrero) pues fue la fecha en que Mendeléiev publicó su investigación: " La experiencia de un sistema de elementos basados en su peso atómico y similaridad química".

A pesar de que está internacionalmente aceptado a Dimitri Mendeléiev como creador de la tabla periódica, para algunos autores, la versión definitiva de la tabla fue posible gracias a la ley periódica que presentó el británico Henry Moseley a comienzos del siglo XX.

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La tabla periódica, la forma de ordenar los elementos químicos

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La tabla periódica ordena los 118 elementos químicos. Descarga gratis la tabla periódica en PDF y en blanco con sus números atómicos y valencias

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Un modelo atómico es una representación o interpretación sobre la estructura y composición del átomo. Nos permite entender cómo está formada la materia y de qué manera interaccionan sus partículas.

Desde Demócrito hasta la actualidad, han surgido varios modelos atómicos a lo largo de los siglos. Gracias a ejercicios de razonamiento y experimentos científicos, el átomo ha pasado de ser una simple esfera pequeña a algo mucho más complejo.

Hoy en día se conoce que el átomo está compuesto por varias partes, pero, ¿cómo se ha llegado al modelo actual? Veamos a continuación cómo han evolucionado los modelos atómicos con el paso del tiempo.

Evolución de los modelos atómicos

Descripción e historia de los modelos atómicos

1. Modelo atómico de Demócrito (siglo V a.C.)

Demócrito de Abdera fue un filósofo griego quien, bajo el mentoreo de Leucipo, expandió las ideas de la teoría atómica del universo. El filósofo propuso la existencia de una partícula muy pequeña e indivisible, denominado átomo. Llegó a esta conclusión mediante ejercicios de razonamiento lógico, pues la filosofía era una corriente popular en aquellos siglos.

Demócrito atribuyó una serie de características ligadas al átomo. Además de indivisibles, también son indestructibles, incompresibles y eternas, permaneciendo igual a lo largo de los años. También planteó que los átomos son invisibles y homogéneos, sin presentar variaciones a lo largo del átomo.

Asimismo, el filósofo concluyó que no hay nada en el espacio entre átomos, sino que estos penden en el vacío. Por lo tanto, el universo está compuesto por átomos y vacío. A raíz de esto, una sustancia se diferencia de otra dependiendo de la agrupación de átomos y de la forma o tamaño que tengan.

Pasarían más de dos milenos antes de que otra persona propusiera un modelo similar, pero con una mirada más crítica.

2. Modelo atómico de Dalton (entre 1803 y 1807)

El científico británico John Dalton coincidía con la propuesta de Demócrito al decir que los átomos son partículas diminutas, indestructibles e indivisibles. Además, estas nunca cambian con el tiempo y son iguales entre sí cuando hablamos de un mismo elemento.

Para John Dalton, los átomos son esferas compactas y sólidas. Asimismo, un elemento se diferencia de otro por tener partículas de tamaño, masa y propiedades químicas distintas.

Según este científico, los compuestos se forman por átomos de diferentes elementos en proporciones fijas. No obstante, aclaraba que se combinan el menor número posible de átomos de un solo elemento. A raíz de esto, llegó a conclusiones erróneas, como que los gases son monoatómicos o que el agua se formaba con un átomo de hidrógeno y oxígeno (HO, en vez de H ₂ O).

John Dalton también enunció los átomos nunca se crean ni se destruyen, y que las reacciones químicas solo suponen una combinación, separación o reorganización de los mismos.

3. Modelo atómico de Thomson (entre 1897 y 1904)

Joseph John Thomson, otro científico británico, descubrió en 1897 el electrón como parte del átomo gracias a un experimento con rayos catódicos. Observó que los rayos se desviaban, lo que le llevó a concluir que estaban interactuando con una partícula cargada. Al cabo de unos años, elaboró y publicó en 1904 un modelo atómico que fue apodado como Modelo del Pudín de Pasas.

Lo que Thomson propuso es que el átomo es una esfera compacta e indivisible compuesta por dos tipos de partículas. Según él, los electrones, partículas cargadas negativamente, están incrustados dentro de otra partícula más grande. Esta segunda partícula contiene la mayoría de la masa del átomo, y posee una carga positiva distribuida uniformemente.

Thomson recibió el Premio Nobel en 1906 por descubrir el electrón.

4. Modelo atómico de Perrin (1901)

Jean Baptiste Perrin fue un químico y físico francés que matizó el modelo atómico presentado recientemente. Partiendo de la premisa y experimento de Thomson, Perrin demostró que las cargas negativas son externas al núcleo atómico.

Gracias al descubrimiento, Perrin concluyó que el átomo estaba formado por un núcleo de carga positiva, sin electrones incrustados en él. En su lugar, los electrones se encuentran fuera del núcleo, orbitando como planetas alrededor de sol.

Más adelante, Jean Baptiste Perrin recibiría el Premio Nobel de Física en 1926 en su estudio sobre la sedimentación.

5. Modelo atómico de Lewis (desarrollado en 1902, publicado en 1916)

El químico estadounidense Gilbert Newton Lewis propuso un modelo único que no tuvo tanta acogida. Se trata del Modelo del Átomo Cúbico, que consistía en lo siguiente:

La estructura del átomo tiene forma de cubo.

El núcleo del átomo se encuentra en el centro del cubo.

Los electrones se disponen alrededor del núcleo, posicionándose en uno de los ocho vértices del cubo.

Llegó a esta propuesta sirviéndose de la regla de Abegg, que establece que la diferencia entre el número máximo y mínimo de oxidación suele ser ocho.

Aunque el modelo fue desestimado poco después, fue útil para introducir el concepto de valencia y su importancia en los enlaces químicos. La valencia consiste en electrones situados en el último nivel de energía, capaces de reaccionar o enlazarse con otros elementos.

Seguido de esto, Lewis introdujo la estructura de Lewis, el concepto del par de electrones en los enlaces covalentes y la regla del octeto.

6. Modelo atómico de Nagaoka (desarrollado en 1903, publicado en 1904)

Hantaro Nagaoka fue un físico japonés que rechazó el modelo propuesto por Thomson. La razón que dio es que una carga no puede contener a otra, afirmando que las cargas eléctricas son impenetrables. Por lo tanto, los electrones no podían estar incrustados en el núcleo del átomo de carga positiva.

En su lugar, Nagaoka propuso un átomo con una distribución similar a Saturno y sus anillos. Saturno representa la carga positiva del átomo, mientras que los anillos son los electrones que orbitan alrededor, separados del núcleo. Este modelo fue apodado como Modelo Saturnino.

Nagaoka explicó que los electrones giraban alrededor, atados por fuerzas electrostáticas. Sin embargo, no tomó en cuenta el hecho de que los electrones se repelen cuando están cerca entre ellos, por lo que este modelo se desestimó.

7. Modelo atómico de Rutherford (1911)

Ernest Rutherford fue un físico neozelandés que contribuyó mucho en el estudio de la radiación. En uno de sus experimentos, envió partículas alfa a gran velocidad contra una lámina de oro. El físico se percató que algunas partículas se desviaban e incluso rebotaban, describiendo una trayectoria de 90º o más.

Para que dicho fenómeno sucediese, Rutherford dedujo que el núcleo atómico debía ser muy pequeño y denso. Asimismo, debía contener un tipo de partícula cargada positivamente, el electrón positivo o protón.

Alrededor del núcleo atómico orbitan los electrones. A diferencia de Nagaoka, Rutherford dijo que los electrones describen trayectorias aleatorias. Entre ellos y los protones hay un espacio vacío.

Con este modelo, Rutherford afirmaba dos cosas. Por un lado, la masa del átomo es aproximadamente igual a la masa de los electrones y protones. Por el otro, los átomos estables tienen el mismo número de electrones y protones.

Ernest Rutherford recibió el Premio Nobel de Química en 1908 por sus estudios y descubrimientos sobre las partículas radiactivas.

8. Modelo atómico de Bohr (1913)

Niels Bohr fue un físico danés que elaboró un modelo atómico basado en las teorías de Rutherford. Durante un experimento, Bohr vio que la radiación emitida por los átomos excitados de un gas describía espectros de radiación discontinuos.

Al observar los distintos espectros, Bohr entendió que los electrones se mueven en órbitas con distintos niveles de energía. Es a partir de esta idea que surgen las capas o niveles energéticos, siendo los electrones más alejados del núcleo los que presentan mayor energía.

Profundizó en esta idea explicando que un electrón puede subir a un nivel energético mayor al absorber fotones. Asimismo, si un electrón emite un fotón, pierde energía y baja a un nivel energético menor. Con esto, Bohr explicaba los espectros de emisión y absorción de radiación.

Este modelo propuesto por Niels Bohr fue un gran avance científico, sentando parte de las bases de la mecánica cuántica actual. El problema con este modelo es que no sirvió para explicar la estructura de otros átomos que no fueran el hidrógeno, el cual contiene un solo electrón.

Niels Bohr recibió el Premio Nobel de Física en 1922 por sus trabajos sobre la radiación y la estructura atómica.

9. Modelo atómico de Sommerfeld (1916)

Arnold Sommerfeld, un físico alemán, afinó el modelo de Bohr para representar átomos con más de un electrón. Apoyándose en la teoría de la relatividad de Albert Einstein, Sommerfeld propuso un modelo atómico relativista.

Según él, las órbitas de los electrones podían ser circulares o elípticas. Además, expandió en la idea de los niveles energéticos, afirmando que también existen los subniveles. Es decir, dos electrones podían estar en un mismo nivel energético, pero distinto subnivel. Con esto, Sommerfeld se aproximaba al concepto de las nubes electrónicas, sin entrar en ello.

Su propuesta sobre los subniveles energéticos y las trayectorias elípticas o circulares era apto para átomos con varios electrones. No obstante, Sommerfeld obviaba la interacción entre los electrones.

10. Modelo atómico de Schrödinger (1926)

Erwin Schrödinger fue un físico y filósofo austríaco que elaboró un modelo atómico basado en el comportamiento onda-partícula, propuesto por Louis de Broglie.

Según Schrödinger, los electrones son ondulaciones u ondas de la materia. A efectos prácticos, lo que sugirió es que no podemos definir la posición exacta de un electrón, sino las posibles regiones en las que puede residir. Por lo tanto, este modelo proponía un átomo con un núcleo atómico central, rodeado de electrones dispuestos alrededor en regiones diferentes, llamados orbitales.

Erwin Schrödinger recibió el Premio Nobel de Física en 1933 por desarrollar la ecuación de Schrödinger.

11. Modelo atómico de Chadwick (1932)

James Chadwick, un físico inglés, elaboró un experimento en el que bombardeó una lámina delgada de berilio con partículas alfa. En dicho experimento, Chadwick se dio cuenta que se emitía un tipo de partículas sin carga eléctrica, que luego bautizaría como neutrón.

Gracias a este descubrimiento, James Chadwick propuso un modelo atómico que consistía en lo siguiente:

El átomo está formado por un núcleo central compuesto por protones y neutrones.

La mayor parte de la masa del átomo se encuentra en el mismo núcleo.

Los electrones, con una masa muchísimo menor, se mueven alrededor del núcleo en orbitales.

Recibió el Premio Nobel de Física en 1935 por el descubrimiento del neutrón.

Modelo actual

El modelo actual es el modelo atómico cuántico. Este modelo establece que el átomo y sus partes tienen un comportamiento ondulatorio. A grandes rasgos, los electrones residen alrededor del núcleo en orbitales o nubes electrónicas de formas distintas, sin posición exacta definida y con niveles de energía diferentes.

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Bohr, Niels (1913). "On the constitution of atoms and molecules". Philosophical Magazine. 26 (153): 476-502.

Lewis, Gilbert N. (April 1916). "The atom and the molecule". Journal of the American Chemical Society. 38 (4): 762-785. doi:10.1021/ja02261a002. S2CID 95865413.

Rocke, Alan J. (2005). "In Search of El Dorado: John Dalton and the Origins of the Atomic Theory". Social Research. 72 (1): 125-158. doi:10.1353/sor.2005.0003. JSTOR 40972005. S2CID 141350239.

Rutherford, E. (1911). "The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom". The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. Series 6. 21 (125): 669-688.

Thomson, J. J. (1904). "On the Structure of the Atom: an Investigation of the Stability and Periods of Oscillation of a number of Corpuscles arranged at equal intervals around the Circumference of a Circle; with Application of the Results to the Theory of Atomic Structure". Philosophical Magazine. 7 (39): 237. doi:10.1080/14786440409463107.

van Melsen, Andrew G. & Koren, H. J. (1958). "From Atomos to Atom : The History of the Concept Atom", Philosophical Series, I. Revue Philosophique de la France Et de l'Etranger 148:103-104.

Cómo citar: Rhoton, Stephen (26/10/2023). "Modelos atómicos". En: Significados.com. Disponible en: https://www.significados.com/modelos-atomicos/ Consultado:

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Los 11 Modelos Atómicos: Cuáles son, Historia y Evolución

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Un modelo atómico es una representación o interpretación sobre la estructura y composición del átomo. Nos permite entender cómo está formada la materia...

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Te explicamos cuál es la relación de la química con otras ciencias, cómo colabora con ellas y qué disciplinas se forman.

¿Cuál es la relación de la química con otras ciencias?

Así como muchas otras disciplinas científicas, la química posee un campo de estudio tan vasto y complejo que puede colaborar con otras ciencias vecinas. Este entrecruzamiento, lejos de ser problemático, engendra nuevas disciplinas y funda nuevos campos del saber, en los que se aprovechan las herramientas científicas sin prestar atención a qué disciplina pertenezcan.

El ancestro de la química era la alquimia, cuyo nombre provenía del árabe al-kimia, y se suponía que era el arte de transformar ciertos materiales en otros.

Hoy consideramos a la química como un campo autónomo de investigación sobre la naturaleza de la materia: estudia sus reacciones, sus elementos constituyentes y las leyes que gobiernan su estructura y transformación.

Dependiendo del enfoque que se tenga sobre la materia, podremos distinguir entre química orgánica, por ejemplo, que es la química de las sustancias basadas en el átomo de carbono (C) y la química inorgánica, por otro lado, encargada del estudio del resto de las sustancias, incluyendo también a ciertas sustancias que contienen carbono pero no como elemento constituyente principal.

De manera similar, el encuentro de la química con otras áreas del saber nos permite hablar de disciplinas como las siguientes:

Fisicoquímica. Es una ciencia que propone una mirada sobre la materia y la energía a la vez, lo cual la ubica en el espacio común entre química y física, tal como su nombre lo indica. En general, aplica los modelos de sistemas propios de la física a las moléculas y sustancias que constituyen el campo de estudio de la química.

Bioquímica. Puede entenderse como un punto de encuentro entre la química y la biología, y que estudia el funcionamiento del cuerpo de los seres vivos a un nivel molecular, o sea, cómo se transforma y cómo está organizada la materia en el caso particular de los seres vivientes.

Geoquímica. Es el encuentro entre la geología (que estudia las capas de la superficie terrestre) con la química. Es una disciplina interesada en la comprensión de las reacciones y la composición atómica de los materiales terrestres, como minerales, metales y tipos de rocas, así como de los procesos que les dieron origen.

Astroquímica. De la mano de la astronomía, interesada en el estudio del espacio, la química funda en este caso el estudio de la materia tal como existe por fuera del planeta Tierra. Esta disciplina intenta comprender de qué están hechos y cómo se forman los astros.

Petroquímica. Comprendida también como una rama de la química, puede pensarse como el encuentro entre la química y las ciencias del petróleo (o, simplemente, la industria petrolera). Consiste en un campo muy dependiente de estudios petroleros, que tienen que ver con el refinamiento del crudo y la obtención de sus numerosos derivados, gracias a la comprensión de la materia que lo compone.

Ingeniería química. Es el cruce entre la química y la ingeniería. Se trata de una rama de la ingeniería dedicada al estudio y la obtención de nuevos materiales que sean de utilidad para las industrias de la humanidad.

Por otro lado, y sin llegar a fundar disciplinas o subdisciplinas con nombres propios, la química colabora estrechamente con el desarrollo de otros saberes:

Medicina. La comprensión del cuerpo humano se beneficia de los saberes especializados de la química y la bioquímica para comprender el tipo de reacciones que tienen lugar en nuestro cuerpo y cómo pueden usarse para combatir enfermedades o alargar la vida útil. Tratamientos como la radioterapia o la quimioterapia, por ejemplo, no serían posibles sin la ayuda de la química.

Farmacología. Otro campo vinculado con la salud que se beneficia de la química es el de la composición de medicamentos, suplementos y remedios. Así como en el caso de la toxicología, la química colabora con estas ciencias para entender cómo afectan al cuerpo humano las distintas sustancias y materiales, y por qué: cuáles de ellos pueden usarse para nuestro beneficio, cuáles en cambio representan un peligro y cómo pueden atenuarse o eliminarse sus efectos.

Ecología. La preservación del medio ambiente y la comprensión del equilibrio planetario que propicia la vida tal y como la entendemos van de la mano de la química y del estudio de las reacciones que ocurren en la materia en la naturaleza. Así, es posible entender el efecto que las industrias tienen sobre el medio ambiente y, a la par, diseñar estrategias para lidiar con la contaminación.

Arqueología. A pesar de no ser una ciencia natural sino social, el estudio de las civilizaciones pasadas y su cultura a partir del registro fósil se ha visto inmensamente beneficiado por el desarrollo de la química. No solo porque al entender mejor la naturaleza de la materia que compone el planeta o que compone a los seres vivos podemos formular una historia de los materiales fósiles hallados en el subsuelo, sino porque nos permite diseñar estrategias de medición a partir de la materia, como las técnicas de lectura del carbono-14.

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Referencias

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¿Cuál es la relación de la química con otras ciencias?

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Relación de la Química con otras Ciencias ✓ Te explicamos cuál es la relación de la química con otras ciencias, su colaboración y qué disciplinas se forman.

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El número de protones en el núcleo de un elemento se denomina número atómico de ese elemento. Los químicos suelen colocar los elementos en orden de aumentar los números atómicos en un arreglo especial que se llama tabla periódica.

La tabla periódica no es simplemente una cuadrícula de elementos dispuestos numéricamente. En la tabla periódica, los elementos están dispuestos en filas horizontales llamadas periodos (numerados en azul) y verticalmente en columnas llamadas grupos. Estos grupos están numerados por dos esquemas, algo contradictorios. En la presentación más simple, favorecida por la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (), los grupos se numeran simplemente 1-18. La convención en gran parte del mundo, sin embargo, es numerar los dos primeros grupos 1A y 2A, los últimos seis grupos 3A-8A; los diez grupos del medio se numeran entonces 1B-8B (¡pero no en ese orden!). Si bien la numeración de la IUPAC parece mucho más sencilla, en este texto utilizaremos la nomenclatura actual de Estados Unidos (1A-8A). La razón de esta elección se hará más evidente en el Capítulo 3 cuando discutamos con más detalle la "valencia" y la configuración electrónica. El diseño real de la tabla periódica se basa en la agrupación de los elementos según las propiedades químicas. Por ejemplo, los elementos de cada Grupo de la tabla periódica (cada columna vertical) compartirán muchas de las mismas propiedades químicas. A medida que discutamos las propiedades de los elementos y las formas en que se combinan con otros elementos, las razones de esta disposición particular de la tabla periódica se harán más evidentes.

Como puede ver, cada elemento de la tabla periódica está representado por una caja que contiene el símbolo químico, el número atómico (el número de protones en el núcleo) y la masa atómica del elemento. Recuerde que la masa atómica es el promedio ponderado de las masas de todos los isótopos naturales del elemento particular.

Las tablas periódicas suelen ser coloreadas, o sombreadas, para distinguir grupos de elementos que tienen propiedades similares o reactividad química. La clasificación más amplia es en metales, metaloides (o semimetales) y no metales. Los elementos de los Grupos 1A - 8A se denominan elementos representativos y los elementos de los Grupos 3 - 15 se denominan los metales de transición. los elementos metálicos se muestran en púrpura. Los metales son sólidos (excepto el mercurio), pueden conducir electricidad y generalmente son maleables (se pueden enrollar en láminas) y son dúctiles (se pueden extraer en cables). Los metales suelen separarse en los metales del grupo principal (los elementos coloreados púrpura en los Grupos 1A - 5A) y los metales de transición (en los Grupos 3 - 15). Los no metales (amarillo en la Figura) no conducen electricidad (con la excepción del carbono en forma de grafito) y tienen una variedad de estados físicos (algunos son sólidos, algunos líquidos y algunos gases). Dos subclases importantes de no metales son los halógenos (Grupo 7A) y los gases inertes (o gases nobles; Grupo 8A). En la frontera entre metales y no metales se encuentran los elementos boro, silicio, germanio, astatina, antimonio y teluro. Estos elementos comparten propiedades físicas de metales y no metales y se denominan metaloides, o semimetales. Los semiconductores comunes de silicio y germanio se encuentran en este grupo y son sus propiedades eléctricas únicas las que hacen posibles los transistores y otros dispositivos de estado sólido. Posteriormente en este libro veremos que la posición de los elementos en la tabla periódica también se correlaciona con su reactividad química.

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1.2: Organización de los Elementos - La Tabla Periódica

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El número de protones en el núcleo de un elemento se denomina número atómico de ese elemento. Los químicos suelen colocar los elementos en orden de aumentar los números atómicos en un arreglo especial que se llama tabla periódica. La tabla periódica no es simplemente una cuadrícula de elementos dispuestos numéricamente.