EL ATOMO

El átomo en la antigüedad

Los filósofos griegos discutieron mucho acerca de la naturaleza de la materia y concluyeron que el mundo era más simple de lo que parecía. Algunas de sus ideas de mayor relevancia fueron:

Leucipo	Demócrito	En el siglo V a. C., Leucipo sostenía que había un sólo tipo de materia y pensaba que si dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas, obtendríamos un trozo que no se podría cortar más. Demócrito llamó a estos trozos átomos ("sin división"). La filosofía atomista de Leucipo y Demócrito podía resumirse en: 1.- Los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos e invisibles. 2.- Los átomos se diferencian en su forma y tamaño. 3.- Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos.
Empédocles		En el siglo IV a. C., Empédocles postuló que la materia estaba formada por 4 elementos: tierra, aire, agua y fuego.
Aristóteles		Aristóteles, posteriormente, postula que la materia estaba formada por esos 4 elementos pero niega la idea de átomo, hecho que se mantuvo hasta 200 años después en el pensamiento de la humanidad.

1.1.- La teoría atómica de Dalton

En 1808, John Dalton  publicó su teoría atómica, que retomaba las antiguas ideas de Leucipo y de Demócrito. Según la teoría de Dalton:

1.- Los elementos están formados por partículas diminutas, indivisibles e inalterables llamadas átomos.

Dalton estableció un sistema para designar a cada átomo de forma que se pudieran distinguir entre los distintos elementos:

El átomo es divisible

Una vez aceptada la teoría atómica de la materia, los fenómenos de electrización y electrólisis pusieron de manifiesto, por un lado, la naturaleza eléctrica de la materia y, por otro, que el átomo era divisible; es decir, que estaba formado por otras partículas fundamentales más pequeñas.

En esta página puedes ver ejemplos sobre fenómenos de electrización.

Los fenómenos eléctricos son una manifestación de su carga eléctrica. La unidad de carga eléctrica en el SI es el culombio (C).

Hay 2 tipos de cargas eléctricas: positiva y negativa. dos cuerpos que hayan adquirido una carga del mismo tipo se repelen, mientras que si poseen carga de distinto tipo se atraen.

La materia es eléctricamente neutra, es decir, tiene la misma cantidad de cada tipo de carga. cuando adquiere carga, tanto positiva como negativa, es porque tiene más cantidad de un tipo que de otro.

A finales del siglo XIX y principios del XX, una serie de experimentos permitieron identificar las partículas responsables de la carga negativa (el electrón) y de la carga positiva (el protón). Estos experimentos proporcionaron los datos siguientes sobre la estructura de la materia:

- El átomo contiene partículas materiales subatómicas.

- Los electrones tienen carga eléctrica negativa y masa. Cada electrón posee una carga eléctrica elemental.

- Los protones tienen carga eléctrica positiva y mayor masa.

- Como el átomo es eléctricamente neutro, hay que suponer que el número de cargas eléctricas negativas (electrones) es igual al número de cargas positivas (protones).

3.- Modelos atómicos

En Ciencia, un modelo intenta explicar una teoría mediante una comparación. Un modelo será tanto más perfecto cuanto más claramente explique los hechos experimentales. El modelo es válido mientras explica lo que ocurre en los experimentos; en el momento en que falla, hay que modificarlo.

3.1.- Modelo atómico de Thomson

Por ser tan pequeña la masa de los electrones, el físico inglés J. J. Thomson supuso, en 1904, que la mayor parte de la masa del átomo correspondía a la carga positiva, que, por tanto, debía ocupar la mayor parte del volumen atómico. Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones (como las pasas en un pudin).

Este modelo permitía explicar varios fenómenos experimentales como la electrización y la formación de iones.

- La electrización: Es el exceso o la deficiencia de electrones que tiene un cuerpo y es la responsable de su carga eléctrica negativa o positiva.

- La formación de iones: Un ion es un átomo que ha ganado o ha perdido electrones. Si gana electrones tiene carga neta negativa y se llama anión y si pierde electrones tiene carga neta positiva y se llama catión.

Medición en Química

Medida: Es una aproximación, mejor o peor del verdadero valor de la 
cantidad medida. Esta debe no solo contener el valor numérico estimado, sino también la incertidumbre asociada y la unidad respectiva cuando se cuenta con ella. La medida es el resultado de la medición.

Medición: Es una operación que compara el valor de una magnitud dada con la respectiva unidad estándar. Esta puede ser directa o indirecta. Las medidas pueden ser por ejemplo de amplitud, masa o tiempo, estas son directas porque comparamos directamente el valor de la magnitud con la unidad estándar.

Incertidumbre Relativa: Se llama incertidumbre relativa al valor del cociente entre la incertidumbre absoluta y el valor más probable de la medida. La incertidumbre relativa se expresa a veces en términos de porcentaje y se define entonces el llamado porcentaje de error, o incertidumbre porcentual.

Incertidumbre Absoluta: Existen dos tipos, la incertidumbre absoluta de lectura y la de observación. Denominamos incertidumbre de lectura al error máximo razonable que podemos cometer al efectuar una lectura. Normalmente se adoptan ciertas reglas para cada tipo de aparato sea analógico o digital. Se toma como incertidumbre absoluta de observación el módulo de los desvíos calculados, o sea el desvío absoluto máximo.

En suma, se denomina incertidumbre absoluta, al valor máximo de los módulos de los desvíos de las medidas en relación al promedio.

Errores Experimentales: Es imposible efectuar una medida que provea el valor verdadero, por más sofisticado que fuese el aparato o la técnica. Los errores experimentales dependen normalmente del aparato utilizado, del operador o de las condiciones experimentales. Estos pueden ser errores experimentales sistemáticos o accidentales.

Errores Sistemáticos: Perturbaciones que influyen todas las mediciones de la misma cantidad en el mismo sentido, por exceso o por defecto. Pueden ser corregidas si la causa fuese descubierta y eliminada. Algunos ejemplos pueden ser la incorrecta calibración o regulación del aparato de medida, posición inadecuada o manipulación equivocada del operador durante la medición, simplificando en el modelo matemático, en mediciones indirectas entre otras.

Errores Accidentales: Se derivan de factores variables y ocasionales que no pueden ser controlados. No tienen cualquier regularidad, o sea, varían en magnitud y sentido de forma aleatoria. No pueden ser eliminados, solo podrán ser amenizados si aumentamos el número de mediciones. Algunos de ellos:

Exactitud: Indica la proximidad entre los valores de medida y el valor verdadero, es una medida muy exacta si estuviese próxima del valor verdadero, pero, raramente se puede hablar de exactitud de una medida, apenas podemos hacerlo cuando existe un valor estandarizado por tablas.

La exactitud de las medidas está relacionada con los errores sistemáticos, estos hacen desplazar los valores de las medidas en el mismo sentido.

Precisión: Se designa la concordancia entre los diversos valores medidos para la misma magnitud en las mismas condiciones, o sea, la repetitividad de la medida. Si tuviéramos varias medidas, existe una gran precisión cuando solo existe una pequeña dispersión de valores y la más precisa es aquella cuyo desvío es menor (la que está más próxima del valor medio).

La precisión de las medidas está relacionada con los errores accidentales (cuanto mayor fuese la dispersión de las medidas, más errores accidentales fueron cometidos).

Alcance: Nos brinda el valor máximo que un aparato de medida permite medir.

Sensibilidad: Es el valor de la menor división de la escala.

Relación de la Química con otras ciencias

Originalmente solo existía una Ciencia Natural. Con la adquisición de nuevos conocimientos, ésta se dividió en diversas ramas, dando lugar a las cuatro ciencias naturales clásicas: Física, Química, Biología y Geología. Desarrollos posteriores de las Ciencias Naturales clásicas dieron lugar a nuevas especialidades: Bioquímica, Biofísica, Geoquímica, Geofísica, Físico-química
“Relación de la Química con otras Ciencias”

La química se relaciona con diferentes ciencias como la física, la astronomía, la biología, entre otras. Gracias a esta interrelación es posible explicar y comprender los complejos fenómenos de la naturaleza.

La ciencia que está más profundamente afectada por la física es la química. La química primitiva fue muy importante para la física. La interacción entre las dos ciencias fue muy intensa porque la teoría de los átomos estaba apoyada en gran medida en experimentos de química. La colección de reglas acerca de qué sustancias se combinan con cuales, y cómo, constituyó la química inorgánica. Todas estas reglas fueron finalmente explicadas por la mecánica cuántica, de modo que la química teórica es de hecho física







La química cubre un campo de estudios bastante amplio, por lo que en la práctica se estudia de cada tema de manera particular. Las seis principales y más estudiadas ramas de la química son:

Química inorgánica: síntesis y estudios de las propiedades eléctricas, magnéticas y ópticas de los compuestos formados por átomos que no sean de carbono (aunque con algunas excepciones). Trata especialmente los nuevos compuestos con metales de transición, los ácidos y las bases, entre otros compuestos.

Química orgánica: Síntesis y estudios de los compuestos que se basan en cadenas de carbono.

Bioquímica: estudia las relaciones químicas en los seres vivos, estudia el organismo y los seres vivos.

Química física: estudia los fundamentos y bases físicas de los sistemas y procesos químicos. En particular, son de interés para el químico físico los aspectos energéticos y dinámicos de tales sistemas y procesos. Entre sus áreas de estudio más importantes se incluyen la termodinámica química, la cinética química, la electro química, la mecánica estadística y la espectroscopia. Usualmente se la asocia también con la química cuántica y la química teórica.

Química industrial: Estudia los métodos de producción de reactivos químicos en cantidades elevadas, de la manera económicamente más beneficiosa.

Química analítica: estudia los métodos de detección y cuantificación de una sustancia en una muestra. Se subdivide en cuantitativa y cualitativa.

Además existen múltiples subdisciplinas que, por ser demasiado específicas o bien multiplicidades, se estudian individualmente como:
Astroquimica
Electro-química
Foto-química
Magneto-química
Nanoquímica (relacionada con la nanotecnología)
Petroquímica
Geoquímica
Química Computacional
Química Cuántica
Química Macro-molecular
Química Nuclear
Química Organometálica
Química Teorica