EL ÁTOMO
UNIDAD 2

1. LOS ÁTOMOS
A comienzos del siglo XIX, John Dalton estableció la teoría atómica de la
materia según la cual la materia estaba formada por partículas
indivisibles denominadas átomos. Se basó en los trabajos de químicos de
finales del siglo XVIII como Lavoisier.
A principios del siglo XX se
encontraron en el interior de los
átomos otras partículas que se
denominaron: protones, neutrones
y electrones. Esto obligó a revisar
la teoría atómica de Dalton

Diferentes investigaciones permitieron conocer la masa y carga de esas
partículas presentes en el átomo
Protón Electrón Neutrón
Masa 1,673·10-27kg 9,11·10-27kg 1,675·10-27kg
Carga +1,6·10-19C +1,6·10-19C 0
Como estas partículas son muy pequeñas es adecuado utilizar como
unidades de masa y carga la unidad de masa atómica (1 u = 1,66·10-27kg) y
la unidad elemental de carga (1 uee es la carga de un electrón)
Protón Electrón Neutrón
Masa 1 u 1/1840 u 1 u
Carga +1 u -1 u 0

¿Cómo estaban dispuestas las partículas en el interior del átomo?.
Tomando como modelo el sistema planetario (modelo atómico de
Rutherford) los científicos imaginaron los átomos con las siguientes
características:
Tienen un núcleo en el que se
encuentran las partículas de mayor
masa (protones y neutrones)
Tienen una corteza formada por los
electrones que giran alrededor del
núcleo
Los átomos son neutros por lo que
deben tener el mismo número de
protones que electrones
El número de neutrones es similar
al de protones, aunque no tiene
que ser igual

Distintas experiencias han permitido medir el tamaño de los átomos.
Considerándolo como una esfera:
1000010
10
10 4
4
10
 

m
m
R
R
núcleo
átomo
Si el átomo tuviese las
dimensiones de un campo
de fútbol, el núcleo tendría
el tamaño de una canica

Desde muy antiguo se sabe que algunos cuerpos adquieren carga
eléctrica cuando se frotan y que existen dos tipos de cargas: positivas o
negativas.
Cuando se frota un material, sus átomos pueden ganar o
perder electrones de su corteza. El núcleo no sufre
cambios

2. ÁTOMOS, ISÓTOPOS E IONES
El número de partículas que forman los átomos de un elemento químico
son diferentes de los de cualquier otro elemento químico.
Un átomo se representa
con un símbolo y dos
números XA
Z
X: símbolo del elemento químico.
Z: número atómico, indica el número de protones que tiene el núcleo del átomo.
Coincide con el número de orden del elemento en la tabla periódica. Todos los átomos
que tienen el mismo número atómico pertenecen al mismo elemento químico.
A: número másico; es el número de protones más neutrones que tiene el núcleo.

La masa de un átomo es la suma de las masas de las partículas que la
constituyen. Es similar a la suma de la masa de los protones y los
neutrones, ya que los electrones tienen una masa despreciable. Cuando
la masa se expresa en u (unidad de masa atómica) es una cantidad
similar al número másico, A.
Se llaman isótopos los átomos que tienen el mismo
número atómico y diferente número másico. Tienen, por
tanto, el mismo número de protones y diferente número
de neutrones.
Los isótopos son átomos de un mismo
elemento. Casi todos los elementos
químicos presentan isótopos

La masa atómica de un isótopo es la suma de las masas de las partículas
que lo constituyen, así las masas de los diferentes isótopos de un
elemento químico son diferentes
La masa atómica de un elemento químico

Cuando los átomos de los distintos elementos químicos se combinan
para formar un compuesto es bastante frecuente que lo hagan ganando
o perdiendo electrones, cuando esto pasa, dejan de ser neutros y pasan
a tener carga, se convierten en iones.
Cuando el átomo pierde
electrones adquiere carga
positiva y se convierte en
un ion positivo o catión
Cuando el átomo gana
electrones adquiere carga
negativa y se convierte en
un ion negativo o anión

3. UN ÁTOMO MÁS AVANZADO
El modelo planetario del átomo presentaba un importante problema: los
electrones son partículas cargadas y, de acuerdo con las leyes físicas, al
girar en torno a un núcleo cargado deberían perder energía. Con el
tiempo, los electrones caerían sobre el núcleo y el átomo se destruiría

El físico danés Niels Bohr dedujo que los
átomos se deben comportar de forma distinta
a las partículas eléctricas macroscópicas
•El átomo está formado por un núcleo (protones y neutrones) y los electrones que giran
alrededor de él formando la corteza.
•Los electrones de la corteza solo se pueden mover en determinadas órbitas en las que
no emiten energía. En cada órbita el electrón tiene cierta energía que es menor cuanto
más cerca está del núcleo.
•Para que un electrón pase de una órbita más cercana al núcleo a otra más alejada hay
que darle energía. Cuando está en una órbita más alejada y pasa a una más próxima al
núcleo desprende energía
MODELO ATÓMICO DE BOHR

El modelo atómico de Bohr se conoce
como modelo atómico de capas, se dice
que los átomos están cuantizados
Sabemos cuántos
electrones puede
haber en cada capa
1ª capa, puede haber hasta 2 electrones
2ª capa, puede haber hasta 8 electrones
3ª capa, puede haber hasta 18 electrones
4ª capa, puede haber hasta 32 electrones
Este modelo no explica algunos
comportamientos de los átomos, por
lo que ha sido necesario idear un
nuevo modelo atómico (próximos
cursos)

4. LA RADIACTIVIDAD
En algunos isótopos de ciertos elementos químicos los núcleos pueden
sufrir transformaciones:
•El núcleo pierde o gana alguna partícula.
•El núcleo se rompe y forma otros núcleos más pequeños.
•Se unen varios núcleos más pequeños para formar un núcleo mayor.
Al sufrir un proceso en el núcleo, se convierten en átomos de un
elemento químico diferente

La desintegración radiactiva es el proceso que experimentan los núcleos
de algunos átomos por el cual emiten radiación.
Estos átomos se llaman isótopos
radiactivos
La radiación emitida puede ser
Radiación alfa (rayos
α): partículas formadas
por 2 protones y 2
neutrones. Tienen
carga +, gran velocidad
y poco poder de
penetración.
Radiación beta (rayos β):
formada por electrones
(carga negativa y masa muy
pequeña). Tienen mayor
poder de penetración que
las partículas alfa
Radiación gamma
(rayos γ): es una
radiación tipo la luz.
Tiene gran poder de
penetración.

Se produce la fisión nuclear cuando los núcleos de los isótopos
radiactivos de átomos muy grandes, como uranio o plutonio, se rompen
para dar lugar a núcleos más pequeños. Comienza cuando se bombardea
el átomo grande con partículas como los neutrones. Además de los
núcleos más pequeños se generan más neutrones, produciéndose una
reacción en cadena. En este proceso se libera gran cantidad de energía
nuclear.

Se produce la fusión nuclear cuando los núcleos de átomos muy
pequeños, como el hidrógeno, se unen para dar núcleos de átomos
mayores, como el helio. En el proceso se libera mucha energía. Para que
se produzca la fusión se deben alcanzar temperaturas muy altas, como
en las estrellas. Los productos obtenidos de la fusión no son radiactivos.

Aplicaciones de los isótopos radiactivos
Fuente de energía
Centrales nucleares
Pilas de muy larga duración
Investigación y
experimentos
científicos
Determinar la antigüedad de restos
arqueológicos o históricos
Como rastreadores de reacciones
químicas en organismos vivos
Investigaciones forenses

Medicina
Método de diagnóstico de algunas
enfermedades
Radioterapia que se utiliza como
tratamiento del cáncer
Los residuos radiactivos son muy peligrosos y duraderos. Se clasifican en
residuos de baja, media y alta actividad. Los de baja y media actividad
son los que dejan de ser peligrosos para la salud en unos 300 años. Los
de alta actividad proceden de centrales nucleares o de armamento
nuclear y tardarán miles de años en dejar de ser nocivos para la salud.