Page 75 - Quimica - Undécima Edición

2.2 Estructura del átomo 45

El radio típico de un átomo es aproximadamente de 100 pm, en tanto que el radio del
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núcleo atómico es sólo de 5 3 10 pm. Se puede apreciar la diferencia relativa entre el
tamaño de un átomo y su núcleo imaginando que si un átomo tuviera el tamaño de un
estadio deportivo, el volumen de su núcleo sería comparable con el de una pequeña cani-
ca. Mientras que los protones están confi nados en el núcleo del átomo, se considera que
los electrones están esparcidos alrededor del núcleo y a cierta distancia de él.
El concepto de radio atómico tiene utilidad experimental, pero no debe suponerse que
los átomos tienen dimensiones o superfi cies bien defi nidas. Más adelante aprenderemos
que las regiones externas de los átomos son relativamente “difusas”.

El neutrón
El modelo de Rutherford de la estructura atómica dejaba un importante problema sin Si el tamaño de un átomo se
resolver. Se sabía que el hidrógeno, el átomo más sencillo, contiene sólo un protón, y que expandiera hasta el de este estadio
el átomo de helio contiene dos protones. Por lo tanto, la relación entre la masa de un deportivo, el tamaño de su núcleo
átomo de helio y un átomo de hidrógeno debería ser 2:1. (Debido a que los electrones son sería el de una canica.
mucho más ligeros que los protones, se puede ignorar su contribución a la masa atómica.)
Sin embargo, en realidad la relación es 4:1. Rutherford y otros investigadores habían
propuesto que debería existir otro tipo de partícula subatómica en el núcleo, hecho que el
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físico inglés James Chadwick probó en 1932. Cuando Chadwick bombardeó una delga-
da lámina de berilio con partículas a, el metal emitió una radiación de muy alta energía,
similar a los rayos g. Experimentos posteriores demostraron que esos rayos en realidad
constan de un tercer tipo de partículas subatómicas, que Chadwick llamó neutrones , debi-
do a que se demostró que eran partículas eléctricamente neutras con una masa ligera-
mente mayor que la masa de los protones. El misterio de la relación de las masas se podía
explicar ahora. En el núcleo de helio existen dos protones y dos neutrones, en tanto que
en el núcleo de hidrógeno hay sólo un protón y no hay neutrones; por lo tanto, la relación
es 4:1.
En la fi gura 2.9 se muestra la localización de las partículas elementales (protones,
neutrones y electrones) en un átomo. Existen otras partículas subatómicas, pero el electrón,

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James Chadwick (1891-1972). Físico británico. En 1935 recibió el Premio Nobel de Física por demostrar la
existencia de los neutrones.

Figura 2.9 Los protones y los
neutrones de un átomo están
confi nados en un núcleo
extremadamente pequeño. Los
electrones se representan como
“nubes” que circundan al núcleo.

Protón
Neutrón