La materia está formada por pequeñas partículas llamadas átomos. La palabra átomo es una palabra griega que significa “indivisible”, pues la idea primitiva de átomo se remonta al filósofo griego Demócrito, que vivió hace más de 2400 años. Estamos ante el inicio de la teoría atómica.
La teoría atómica de Demócrito fue eclipsada por la teoría de los cuatro elementos de Aristóteles, perdurando la idea de que la materia estaba formada por agua, tierra, fuego y aire durante casi 2000 años.
A partir del siglo XIX, se retoman la teoría atómica, avanzando hasta el concepto actual de átomo. Veamos un resumen de las distintas etapas por las que pasó la teoría atómica a través de los distintos modelos atómicos.
Cuando hablamos de átomos, estamos hablando de partículas muy pequeñas, cuyo tamaño es del orden de 0,1 nm. Observa la siguiente imagen para compararlo con las siguientes cosas conocidas:
John Dalton afirmaba que los átomos eran indivisibles, pero, como hemos visto, los experimentos realizados a posteriori han demostrado que sí son divisibles, y están formados por partículas que denominamos partículas subatómicas.
Las partículas subatómicas son las partículas que constituyen los átomos, y son tres: el protón, el neutrón y el electrón. Aunque el modelo actual es mucho más complejo, en este curso nos vamos a quedar en el denominado “modelo planetario”. Así, las partículas subatómicas se distribuyen en el núcleo atómico y la corteza electrónica.
Las partículas subatómicas tienen las siguientes características:
Esta tabla no tienes que sabértela de memoria, pero sí saber que:
- El protón y el electrón tienen la misma carga, aunque de signo contrario (el protón carga positiva y el electrón carga negativa).
- El neutrón no tiene carga. También se dice que tiene carga neutra.
- La masa del protón y del neutrón es “casi” la misma, sin embargo, la masa del electrón es mucho más pequeña.
Distintas experiencias han permitido medir el tamaño de los átomos. Considerado como una esfera, el átomo tiene un radio de unos 10-10 m y el núcleo tiene un radio de unos 10-14 m. De aquí se puede deducir que el núcleo es unas 10000 veces más pequeño que el átomo.
Para hacernos una idea: si el átomo fuera del tamaño de un campo de fútbol, el núcleo sería como un guisante colocado en su centro, y los electrones se encontrarían en las gradas girando alrededor del campo.
Los átomos se caracterizan por unos números que tienen que ver con el número de partículas subatómicas que lo forman y un símbolo. Veamos cuales son estos números y estos símbolos:
Número atómico
El número atómico, Z, es el número de protones que tiene un átomo. El número atómico es el número que determina si estamos ante un elemento u otro.
Número másico
El número másico, A, es la suma del número de protones, Z, y el número de neutrones, N, de un átomo. Es decir: A=Z+N
Símbolos químicos
Los símbolos químicos son una o dos letras. La primera siempre va en mayúsculas, y la segunda, si la tiene, en minúscula.
Los símbolos químicos unas veces coinciden con la primera letra de su nombre, y otras veces no. En algunos casos, el símbolo se refiere al nombre del elemento en latín, o en griego. Veamos algunos ejemplos:
A la hora de representar un átomo neutro en concreto, debemos indicar su símbolo químico (X), su número atómico (A) y su número másico (Z), de la siguiente manera:
Cuando hablamos de átomos neutros, hablamos de unidades de materia sin carga. Es decir, en un átomo neutro, el número de protones es igual al número de electrones.
Cuando hablamos de iones, hablamos de unidades de materia con carga. Es decir, en un ión, el número de protones es distinto al número de electrones. Pueden darse dos casos:
Si un átomo neutro PIERDE electrones, quedará con más protones (cargas positivas) que electrones (cargas negativas) y por lo tanto resultará un ION NEGATIVO o ANIÓN.
Si un átomo neutro GANA electrones, quedará con más electrones (cargas negativas) que electrones (cargas positivas) y por lo tanto resultará un ION POSITIVO o CATIÓN.
RECURSO TIC
Construye un átomo con protones, neutrones y electrones, y ve cómo cambian el elemento, la carga y la masa. ¡Luego, juega para probar tus ideas!
Las sustancias pueden encontrarse en forma de:
MOLÉCULAS
Una molécula es una agrupación de un número determinado de átomos unidos entre sí. Por ejemplo: O2, H2O, N2, CO2, CH4, etc.
CRISTALES
Un cristal es una estructura tridimensional formada por átomos, o iones, en la que todos están unidos al resto, de modo que se observa un orden o patrón. Es decir, un cristal puede entenderse como una molécula muy grande.
PENSAMOS EN CLASE
RECURSO TIC
La materia en la naturaleza se encuentra en forma neutra, es decir, sin carga. Sin embargo, acabamos de ver en el epígrafe anterior que los átomos forman iones al ganar y perder electrones. La unión de los iones da lugar a moléculas y cristales, logrando así igualar sus cargas. En la siguiente animación verás cómo se lleva a cabo el balanceo de cargas eléctricas.