Estructura de la materia


Introducción

Dado que uno de los núcleos importantes que vamos a tratar es el fenómeno de la radiactividad,parece obvio comenzar por una revisión, a modo de resumen, de los aspectos más importantes de la estructura atómica y molecular de la materia.



Elementos

Un elemento químico es toda sustancia pura, por lo que mantiene las mismas propiedades en toda la muestra y presenta una única composición, que no es posible descomponer en otras más simples por métodos químicos habituales.

En la actualidad se conocen más de 100 elementos (las distintas bibliografías no coinciden exactamente en el número), de los cuales 88 son naturales y el resto han sido producidos artificialmente.


Átomos

La materia está constituida por partículas indivisibles por métodos químicos convencionales, llamadas átomos. La evolución de la historia del átomo, desde la idea simplista del átomo de John Dalton, hasta nuestros días, queda reflejada en la siguiente tabla.

Descubrimiento de las partículas fundamentales
Año Científico Descubrimiento
1897 J.J. Thomson (1856-1940) Demostró la existencia de los electrones dentro de los átomos. Dedujo que el átomo debía ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones.Modelo atómico de Thomson.
1911 E.Rutherford (1871-1937) Demostró que los átomos no eran macizos, sino que estaban vacíos en su mayor parte. En su centro (núcleo) residían los protones, partículas con carga idéntica a los electrones, pero positivas. Pensó que los electrones, en número igual al de los protones, debían girar alrededor del núcleo en órbitas circulares. Modelo atómico de Rutherford.
1913 N. Bohr (1885-1962) Propuso un nuevo modelo atómico en el que los electrones giraban alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos, donde dichos niveles sólo podían albergar un número limitado de electrones. Modelo atómico de Bohr.
1932 J. Chadwick (1891-1974) Descubrió una nueva partícula fundamental en los átomos, el neutrón, partícula sin carga eléctrica, con masa muy parecida a la de los protones y que se encontraban también en el núcleo.

Modelo atómico de Thomson.

Modelo atómico de Rutherford.

Modelo atómico de Bohr.


Moléculas

La molécula puede definirse como la parte más pequeña de un compuesto (sustancia pura formada por combinación de dos o más elementos químicos) que mantiene sus propiedades químicas. Existen moléculas diatómicas (de dos átomos) como por ejemplo O2, CO,... La primera de ellas se dice también que es homonuclear porque los dos átomos que la componen son idénticos, mientras que la segunda, el CO, se dice que es heteronuclear porque los dos átomos que la componen son distintos. Lógicamente, también existen moléculas con más de dos átomos y pueden ser ejemplos: CaCl2 , CO2,...

Las propiedades de los compuestos químicos son generalmente muy distintas a la de los elementos que lo componen. Así, por ejemplo, el Cl2 es un gas tóxico y el Na es un metal muy activo y, sin embargo, el cloruro de sodio (NaCl) o sal común, es un compuesto necesario en nuestro organismo.