La Estructura de la Materia
Una pregunta que algunas veces nos
hemos hecho es ¿en cuántas partes se puede dividir un
material antes de que deje de serlo? Es decir, ¿Cuál es
la unidad indivisible de la materia?
Esta pregunta fue
planteada en los tiempos de las primeras civilizaciones humanas y los
griegos intentaron darle respuesta, iniciándose allí un
debate que solo obtendría definitiva respuesta varios siglos
después. Los griegos llamaron a esa partícula átomo,
pero hoy en día sabemos que lo que conocimos por mucho tiempo
como tal también puede ser físicamente dividido
causando un efecto de liberación de energía que ha sido
usado para bien por unos y para mal por otros.
El principal
problema con el tema del átomo es que su tamaño es
extremadamente pequeño, por lo que escapa de la resolución
del ojo humano. Por ello, cuando más de dos mil años
después John Dalton retoma el tema del átomo debe
plantearse un modelo mental en el que plantea que todos los elementos
están conformados por átomos. Dalton asume que los
átomos son esféricos y rígidos, además de
indestructibles. Según ese modelo, Dalton expresa que los
átomos son iguales para un mismo elemento pero difieren en
tamaño, masa y propiedades para dos elementos distintos.
Obviamente, según ese esquema, los átomos de dos
elementos distintos participan en las reacciones químicas,
pero durante ese fenómeno los átomos ni se crean ni se
destruyen, ni tampoco se transforman en otros tipos de átomos.
Por último, cuando ocurre una reacción química
los átomos de los elementos se combinan en una nueva unidad
llamada molécula.
Actualmente, se acepta que el átomo
es la unidad estructural y reactiva de la materia, y que pueden
combinarse para formar partículas conocidas como moléculas
a través de las reacciones químicas. Según el
modelo corpuscular los átomos y las moléculas son
partículas que se encuentran en constante movimiento.
Sin
embargo, el modelo atómico de Dalton se vuelve insuficiente
cuando se trata de explicar los fenómenos eléctricos
que ocurren en la materia. Por ello, Joseph Thomson aseveró
que el átomo poseía ciertas partículas con
cargas negativas a las que llamó electrones. De esta manera
Thomson establece que el átomo sí era divisible.
El
nuevo modelo atómico señalado por Thomson establece que
el átomo está formado por una esfera de carga positiva
que se encuentra incrustada por partículas más pequeñas
de carga negativa llamadas electrones. Cuando Thomson se refería
a su modelo atómico lo llamaba "uvas en gelatina".
Algún
tiempo más tarde, Rutherford, logró descubrir que
existían partículas con carga positiva en la materia a
las que llamó protones. Rutherford también introdujo la
idea de que los átomos no eran masas compactas, sino que
existían espacios vacíos entre ellos. De esta manera
Rutherford marcó una nueva estructura para el átomo. En
ella establecía que el átomo tenía un centro con
carga positiva al que llamó núcleo atómico. En
este núcleo se encuentran los protones, alrededor de este
mismo núcleo orbitan otras partículas de carga negativa
a las que Rutherford llamó electrones. En sí, este
modelo se parece mucho al sistema solar, donde el núcleo sería
el sol y los electrones asemejan a los planetas.
A pesar de
que el modelo de Rutherford se parece mucho a la realidad, aún
le faltan elementos que le permitan describir con precisión al
átomo. Se sabe que el núcleo del átomo contiene
tres partículas subatómicas. Los protones que tienen
carga positiva, los neutrones que no tienen carga eléctrica.
Al conjunto de protones y neutrones se les conoce como nucleones. El
número de electrones siempre debe ser igual al número
de protones, de allí que la característica eléctrica
del átomo sea neutra.
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