Estructura de la Materia

La imagen de una estructura atómica. En Unsplash por Ayush Kumar en https://unsplash.com/photos/an-image-of-a-structure-that-looks-like-a-structure-VIb8pHrBUC4

Objetivos

Terminada la lección podrás:

Explicar los eventos históricos que originan el concepto de átomo.
Explicar lo que es la estructura de la materia.

Por José María Cordobés

Introducción

De un modo sencillo se puede decir que la Física trata del estudio de las propiedades de la materia y de la energía y de los fenómenos que se manifiestan en ellas. En esta sección, trataremos de explicar cómo está organizada la materia en las diversas estructuras que la componen, considerando su composición en partículas y fuerzas que las mantienen unidas en cada una de ellas, y de cómo se llega este conocimiento.

Se hará primero un rápido recorrido histórico, remontándonos a las épocas de la antigüedad en la que este conocimiento era objeto de los filósofos y luego, nos situaremos la edad moderna, en la que la constitución de la materia en átomos fue generalmente aceptada. Pasaremos después al estudio del átomo como una estructura compuesta de partículas enlazadas por diferentes fuerzas, deteniéndonos en el modo en que se afrontó su estudio y los resultados obtenidos.

Posteriormente se abordará a evolución del concepto del átomo, teniendo en cuenta los descubrimientos de nuevas partículas y leyes de la Física, obtenidos con técnicas de experimentación y de medida más perfeccionadas. Finalmente consideraremos los modelos actuales sobre la estructura de la materia, que permiten explicar su composición tanto a baja como a altas energía, enlazando la disciplina de la Física de las estructuras más básicas de la materia con el estudio de la cosmología.

Por

Elba M Sepulveda

La Estructura de la Materia

La materia, que compone todo lo que podemos tocar y ver, está formada por átomos. Estos, a su vez, están compuestos por partículas aún más pequeñas: protones, neutrones y electrones.

El Descubrimiento de la Estructura Atómica: Un Viaje Histórico

El concepto de átomo como la unidad básica de la materia se remonta a la antigua Grecia, pero fue a partir del siglo XIX cuando se comenzaron a realizar experimentos que permitieron comprender su estructura.

John Dalton (1808): Propuso el primer modelo atómico moderno, describiendo al átomo como una esfera sólida indivisible.
J.J. Thomson (1897): Descubrió el electrón, una partícula subatómica con carga negativa. Propuso el modelo del “pudín de pasas”, donde los electrones estaban incrustados en una esfera de carga positiva.
Ernest Rutherford (1911): Realizó el famoso experimento de la lámina de oro, demostrando que el átomo tiene un núcleo pequeño y denso con carga positiva, rodeado por electrones que orbitan a gran distancia.
Niels Bohr (1913): Propuso un modelo atómico que cuantizaba las órbitas de los electrones, explicando la emisión de luz por los átomos.
Mecánica cuántica: A principios del siglo XX, la mecánica cuántica revolucionó nuestra comprensión del átomo, describiendo a los electrones como ondas de probabilidad y estableciendo la existencia de niveles de energía discretos.

La Estructura Atómica Actual

El modelo atómico actual, basado en la mecánica cuántica, describe al átomo como un núcleo pequeño y denso, compuesto por protones (con carga positiva) y neutrones (sin carga), rodeado por una nube de electrones que ocupan orbitales con diferentes niveles de energía.