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2.2: Estructura atómica
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Atomic Structure
 
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TRANSCRIPCIÓN

2.2: Atomic Structure

2.2: Estructura atómica

Overview

All matter is composed of atoms, the smallest individual units of elements. Each atom is made up of three subatomic particles: protons, neutrons, and electrons. Together, these three particles account for the mass and the charge of an atom.

The History of Atomic Theory

The first person to propose that everything on Earth is made up of tiny particles was the Greek philosopher Democritus, around 450 B.C. He used the term atomos, Greek for “indivisible,” from which the modern term “atom” is derived. His idea was not taken seriously at the time, however, and it was many centuries before the concept of the atom would be revived. In the 19th century, John Dalton proposed the atomic theory that is still largely correct today. He put forth five postulates to explain how atoms made up the world around us: (1) all matter is composed of infinitely small particles, or atoms; (2) all atoms of a given element are identical to one another and (3) are different from the atoms of all other elements; (4) two or more elements can combine in a fixed ratio to form a compound; and (5) atoms cannot be created or destroyed in a chemical reaction, but they can be rearranged to form new substances.

Discovering the Subatomic Particles that Make up the Atom

Dalton was only partially correct about the particles that make up matter. While atoms cannot be broken down further by ordinary chemical or physical processes, they are composed of three smaller subatomic particles. The first clue about the subatomic structure came at the end of the 19th century when J.J. Thomson discovered the electron. Scientists knew that the overall charge of an atom was neutral, but Thomson’s “plum pudding model” of the atom attempted to reconcile this new information regarding the existence of a negatively-charged particle, suggesting that electrons were found studded throughout an area of positive charge. Just a few years later, Ernest Rutherford performed an experiment showing that most of an atom’s mass is concentrated in the nucleus, where protons account for an atom’s positive charge, and the tiny negatively-charged electrons make up most of the space outside of the nucleus. This disproved Thomson’s plum pudding model and brought scientists one step closer to the familiar model of the atom we know today. The neutron was discovered later, in 1932, by James Chadwick. This final piece of the puzzle meant that scientists had now accounted for all the mass present in an atom with protons and neutrons, and all of its charge with protons and electrons.

The Structure of an Atom

Protons are found in the nucleus of an atom, have a positive charge, and a mass of one atomic mass unit (AMU) each. The number of protons is equal to the atomic number on the periodic table and determines the identity of the element. Neutrons are also found in the nucleus. They have no charge, but they have the same mass as protons and thus contribute to the atomic mass of an atom. Electrons orbit around the nucleus in clouds. They have a negative charge and negligible mass, so they contribute to the overall charge of an atom, but not to its mass.

Visión general

Toda la materia se compone de átomos, las unidades individuales más pequeñas de elementos. Cada átomo se compone de tres partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. Juntos, estas tres partículas explican la masa y la carga de un átomo.

La historia de la teoría atómica

La primera persona que propuso que todo en la Tierra está formado por partículas diminutas fue el filósofo griego Demócrito, alrededor del año 450 a.C. Utilizó el término atomos,griego para "indivisible", del que se deriva el término moderno "átomo". Sin embargo, su idea no fue tomada en serio en ese momento, y pasaron muchos siglos antes de que el concepto del átomo fuera revivido. En el siglo XIX, John Dalton propuso la teoría atómica que todavía es en gran parte correcta hoy en día. Expuso cinco postulados para explicar cómo los átomos formaron el mundo que nos rodeaba: (1) toda la materia está compuesta de partículas infinitamente pequeñas, o átomos; (2) todos los átomos de un elemento dado son idénticos entre sí y (3) son diferentes de los átomos de todos los demás elementos; (4) dos o más elementos pueden combinarse en una proporción fija para formar un compuesto; y (5) los átomos no pueden ser creados o destruidos en una reacción química, pero pueden ser reorganizados para formar nuevas sustancias.

Descubrir las partículas subatómicas que componen el átomo

Dalton sólo era parcialmente correcto sobre las partículas que componen la materia. Mientras que los átomos no pueden ser desglosados más por procesos químicos o físicos ordinarios, se componen de tres partículas subatómicas más pequeñas. La primera pista sobre la estructura subatómica llegó a finales del siglo XIX cuando J.J. Thomson descubrió el electrón. Los científicos sabían que la carga general de un átomo era neutra, pero el "modelo de pudín de plum" de Thomson del átomo intentó conciliar esta nueva información con respecto a la existencia de una partícula cargada negativamente, lo que sugiere que los electrones fueron encontrados tachados a lo largo de un área de carga positiva. Unos años más tarde, Ernest Rutherford realizó un experimento que muestra que la mayor parte de la masa de un átomo se concentra en el núcleo, donde los protones representan la carga positiva de un átomo, y los pequeños electrones cargados negativamente conforman la mayor parte del espacio fuera del núcleo. Esto desmentó el modelo de budín de ciruela de Thomson y acercó a los científicos un paso más cerca del modelo familiar del átomo que conocemos hoy en día. El neutrón fue descubierto más tarde, en 1932, por James Chadwick. Esta última pieza del rompecabezas significaba que los científicos habían contabilizado toda la masa presente en un átomo con protones y neutrones, y toda su carga con protones y electrones.

La estructura de un átomo

Los protones se encuentran en el núcleo de un átomo, tienen una carga positiva, y una masa de una unidad de masa atómica (AMU) cada uno. El número de protones es igual al número atómico de la tabla periódica y determina la identidad del elemento. Los neutrones también se encuentran en el núcleo. No tienen ninguna carga, pero tienen la misma masa que los protones y por lo tanto contribuyen a la masa atómica de un átomo. Los electrones orbitan alrededor del núcleo en las nubes. Tienen una carga negativa y una masa insignificante, por lo que contribuyen a la carga general de un átomo, pero no a su masa.

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