Constitucion de la materia

Para entender mejor la constitución de la materia considere los siguientes hechos:
El átomo es la mínima cantidad de materia de un elemento químico.
Por las observaciones que se han realizado bombardeando átomos con partículas elementales, un átomo se puede explicar así:
Un núcleo de carga positiva donde se concentra la mayoría de su masa, y
varios electrones alrededor del núcleo como un enjambre de abejas.
El núcleo está compuesto de protones (con carga positiva) y neutrones (sin carga)
La carga neta de un átomo es cero
La diferencia entre los elementos químicos que se encuentran en la naturaleza no es más que el número de protones y de neutrones en sus átomos.
Por ejemplo:

El comportamiento de un átomo no puede ser explicado con las leyes físicas aplicadas a los objetos macroscópicos. Se requiere de la mecánica cuántica para poder entender qué pasa dentro de un átomo.
Por ejemplo, los electrones en un átomo no se encuentran circundando el núcleo en órbitas bien definidas (como la de un planeta en torno al Sol).
La posición de un electrón en un átomo no se puede saber con certeza. Lo único que podemos decir es que existe una probabilidad de que el electrón se encuentre en un lugar dado. Según la mecánica cuántica, esta probabilidad depende de la energía del átomo.
Para ilustrar este fenómeno las figuras a continuación muestran el resultado, de una simulación en el computador, de las probabilidades (u orbitales) de encontrar un electrón en puntos alrededor del núcleo de un átomo de hidrógeno en cuatro niveles de energía diferentes. La probabilidad es proporcional a la densidad de puntos rojos.

Modelos Atomicos.

John Dalton, profesor y químico británico, estaba fascinado por el rompecabezas de los elementos. A principios del siglo XIX estudió la forma en que los diversos elementos se combinan entre sí para formar compuestos químicos. Aunque muchos otros científicos, empezando por los antiguos griegos, habían afirmado ya que las unidades más pequeñas de una sustancia eran los átomos, se considera a Dalton como una de las figuras más significativas de la teoría atómica porque la convirtió en algo cuantitativo. Dalton mostró que los átomos se unían entre sí en proporciones definidas. Las investigaciones demostraron que los átomos suelen formar grupos llamados moléculas. Cada molécula de agua, por ejemplo, está formada por un único átomo de oxígeno (O) y dos átomos de hidrógeno (H) unidos por una fuerza eléctrica denominada enlace químico, por lo que el agua se simboliza como HOH o H2O. Véase Reacción química.

Todos los átomos de un determinado elemento tienen las mismas propiedades químicas. Por tanto, desde un punto de vista químico, el átomo es la entidad más pequeña que hay que considerar. Las propiedades químicas de los elementos son muy distintas entre sí; sus átomos se combinan de formas muy variadas para formar numerosísimos compuestos químicos diferentes. Algunos elementos, como los gases nobles helio y argón, son inertes; es decir, no reaccionan con otros elementos salvo en condiciones especiales. Al contrario que el oxígeno, cuyas moléculas son diatómicas (formadas por dos átomos), el helio y otros gases inertes son elementos monoatómicos, con un único átomo por molécula.

Ley de Avogadro

El estudio de los gases atrajo la atención del físico italiano Amadeo Avogadro, que en 1811 formuló una importante ley que lleva su nombre (véase ley de Avogadro). Esta ley afirma que dos volúmenes iguales de gases diferentes contienen el mismo número de moléculas si sus condiciones de temperatura y presión son las mismas. Si se dan esas condiciones, dos botellas idénticas, una llena de oxígeno y otra de helio, contendrán exactamente el mismo número de moléculas. Sin embargo, el número de átomos de oxígeno será dos veces mayor puesto que el oxígeno es diatómico.

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Interacciones entre protones y electrones

Antes del experimento de Rutherford la comunidad científica aceptaba el modelo atómico de Thomson, situación que varió después de la experiencia de Rutherford. Los modelos posteriores se basan en una estructura de los átomos con una masa central cargada positívamente rodeada de una nube de carga negativa.[4]
Este tipo de estructura del átomo llevó a Rutherford a proponer su modelo en que los electrones se moverían alrededor del núcleo en órbitas. Este modelo tiene una dificultad proveniente del hecho de que una partícula cargada acelerada, como sería necesario para mantenerse en órbita, radiaría radiación electromagnética, perdiendo energía. Las leyes de Newton, junto con la ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo aplicadas al átomo de Rutherford llevan a que en un tiempo del orden de 10−10 s, toda la energía del átomo se habría radiado, con la consiguiente caída de los electrones sobre el núcleo.[5]

Partes de un atomo

Un átomo de cualquier sustancia es la porción más pequeña que es característica de esa sustancia y no de otras; pero todos los átomos, sean de hidrógeno o de oxigeno, de carbono, de oro o de uranio, se componen de las mismás partículas menores fundamentales. De estas, tres son las más importantes: los protones (eléctricamente positivos); los neutrones (eléctricamente neutros) y los electrones (eléctricamente negativos).Además, todos los átomos tienen esencialmente la misma estructura. En el centro se encuentra un núcleo pesado compuesto de protones y neutrones íntimamente ligados entre sí; y alrededor están los electrones, en perpetuo movimiento, dando vueltas en torno al núcleo de la misma manera que los planetas giran alrededor del Sol.Lo único que diferencia a unos átomos de otros es el número de partículas de que se componen. Cada uno tiene un número característico. El núcleo de hidrógeno, por ejemplo, tiene un protón: el de helio, dos (y por lo general dos neutrones), y así sucesivamente en la escala ascendente de las 100 clases de átomos que hay en la Naturaleza.El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases:
Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental, y 1,67262 × 10–27 kg y una masa 1837 veces mayor que la del electrón.
Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del protón (1,67493 × 10–27 kg).