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Ciencias Naturales, La materia y sus transformaciones

8° Básico

Estructura de un átomo

El átomo sí tiene una estructura interna. El hecho de que existan portadores de carga (como el electrón, que tiene carga eléctrica negativa), y dado que la materia está generalmente en estado neutro, implica que los átomos necesariamente están compuestos por cargas positivas y negativas.

  1. El átomo
  2. Estructura de un átomo

Contrariamente a lo que pensaron los griegos, los átomos no son el ladrillo fundamental, no son indivisibles.

¿Cuál es, entonces, la estructura del átomo?
En este punto se hace necesario tener un modelo que nos describa cómo está constituido el átomo.

Si bien ya en los tiempos del matemático, físico, astrónomo y filósofo inglés Isaac Newton (1642-1727) se tenía un modelo, en el cual el átomo era una esfera dura e indivisible, con el descubrimiento del electrón este quedó obsoleto.

Más adelante, el físico inglés Joseph Thomson (1856-1940) propuso un nuevo modelo, que tomaba en cuenta la naturaleza eléctrica de los átomos. Este modelo sugiere que el átomo es una esfera que posee carga positiva y en la cual los electrones se encuentran dispersos tal como se encuentra la fruta dispersa en el pan de pascua. Debemos hacer notar que dentro del átomo el número de cargas positivas es igual al número de cargas negativas, razón por la cual es neutro.

En el año 1911, el físico inglés Ernest Rutherford (1871-1937) y sus alumnos Hans Geiger y Ernst Marsden demostraron que el modelo atómico de Thomson era incorrecto. A través de un experimento en el cual se “disparaban” partículas cargadas sobre una lámina delgada de oro, se encontró que muchas de ellas atravesaban la lámina como si ésta no existiera; sin embargo, otras se desviaban de tal forma que algunas hasta invertían su sentido de marcha. En palabras de Rutherford: “Fue el suceso más increíble que me ha ocurrido en la vida. Era casi tan increíble como si se disparara una bala de cañón de 15 pulgadas hacia una hoja de papel y rebotara para pegarnos”.

Fue, entonces, necesario reformular el modelo atómico. Gracias a eso, hoy sabemos que el átomo consta de un núcleo cargado positivamente, que se encuentra localizado en una región muy reducida y que posee prácticamente toda la masa del átomo. A su alrededor, producto de la interacción eléctrica de atracción, giran los electrones (cargas negativas) en órbitas específicas, llamadas órbitas electrónicas.

Las órbitas electrónicas son características de cada átomo; no cualquier órbita es posible para un átomo en particular. Además, estas dependen esencialmente del tipo de átomo.

Existen distintos tipos de átomos; cada uno de estos recibe el nombre de elemento químico. A la vez que el átomo posee una estructura, el núcleo también posee estructura. Fue el mismo Rutherford quien, en el año 1919, después de desintegrar núcleos de nitrógeno, observó que estos están constituidos por partículas, las cuales bautizó como protones, y que podían ser identificadas como núcleos del elemento hidrógeno, debido a su masa y carga. Los protones poseen carga eléctrica igual que el electrón, aunque al contrario de estos es de signo positivo.

¿Es el protón el único componente del núcleo?

La respuesta es no. La evidencia de que esto no es así proviene de los experimentos del físico inglés James Chadwick (1891-1974), discípulo de Rutherford, quien en el año 1932 reportó que había encontrado evidencia de la existencia de una nueva partícula, a la que llamó: neutrón.

El neutrón es el otro componente del núcleo atómico, no posee carga eléctrica y su masa es casi idéntica a la del protón.

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