El átomo es la unidad más pequeña de materia que conserva las propiedades de un todo mayor. No es indivisible, sino pedazos de átomos, especialmente los "trozos" de componentes nucleares llamados quarks, en realidad solo sirven para formar átomos. Los diferentes tipos de átomos se denominan elementos, de los cuales se conocen casi 120 (92 de ellos de origen natural).
La mayor parte de la materia consta de múltiples tipos de átomos, dispuestos en grupos de dos o más y con fórmulas específicas; dos o más átomos unidos químicamente forman una molécula. Por ejemplo, una molécula de agua tiene la fórmula H2O, lo que significa que está compuesto por los elementos hidrógeno (H) y oxígeno (O) en una proporción atómica o molar de 2 a 1.
Calcio es un elemento bien conocido, esencial para la buena salud ósea y otras funciones del cuerpo humano. El átomo de calcio no es ni pequeño ni especialmente engorroso, por lo que es un buen candidato. para construir un proyecto de modelo de átomo tridimensional para ilustrar los puntos sobresalientes de este estructura.
El átomo: conceptos básicos
Los átomos constan de un número igual de protones y electrones en su estado básico (no ionizado), de uno a 118 a partir de 2020. El número de protones, el número atómico, define el elemento. Todos los elementos excepto el hidrógeno también tienen uno o más neutrones; protones y neutrones tienen aproximadamente la misma masa (del orden de 10−27kg), mientras que los electrones son casi 2000 veces más pequeños.
La cantidad de protones y neutrones es aproximadamente igual, aunque a medida que avanza a través de la tabla periódica de elementos, los neutrones comienzan a superar visiblemente en número a los protones en la mayoría de los átomos. Las variantes de elementos que difieren solo en el número de neutrones se llaman isótopos.
Los electrones cargados negativamente ocupan espacios muy, lejos del protón, al menos en la escala de un átomo, que es de aproximadamente 1 × 10.−10 m de ancho. Estos se encuentran en niveles de energía o cáscaras, que para muchos átomos incluyen subcapas. Las subcapas a su vez contienen orbitales, cada uno de los cuales puede contener hasta dos electrones.
Cada fila de la tabla periódica representa una capa, y el número de electrones que una capa puede contener es de dos, ocho, ocho y 18 en las primeras cuatro filas de la tabla periódica.
Átomo modelo 3D de calcio
Puede ver en la tabla periódica que el calcio tiene un número atómico de 20 y un masa atomica de 40,78 daltons. Esto significa que el isótopo más estable del elemento tiene 20 neutrones (40 - 20). Puede elegir bolas verdes para representar protones y bolas naranjas de tamaño similar para representar neutrones, y bolas o canicas amarillas más pequeñas para representar electrones.
Puede organizar sus "protones" y "neutrones" en un núcleo en forma de bola, quizás pegándolos, y luego decidir cómo ordenar sus electrones.
En la tabla, puede ver que el calcio tiene dos electrones en la primera capa (ambos en lo que se llama subcapa 1s), ocho en la segunda capa (2 en la subcapa 2s, 6 en la subcapa 2p), ocho en la tercera capa (2 en la subcapa 3s, 3 en la subcapa 3p) y dos en la cuarta cáscara. Estos son la valencia del calcio o electrones químicamente reactivos.
Consulte diferentes referencias en línea para ver cómo se representan las subcapas de electrones en el espacio 3D. Puede dibujar un diagrama de átomos de calcio para acompañar a su modelo, de modo que cubra cualquier información que le resulte difícil presentar visualmente.
Átomos adicionales para modelar
Un modelo de átomo de neón podría familiarizar a los espectadores con el concepto de gases nobles y capas de valencia completas, por ejemplo, o un modelo de átomo de sodio podría servir como un metal simple representativo que se une a halógenos como cloro.