¿Vampiros en Valaquia?
Una explicación bioquímica de la leyenda
Agustín Adúriz-Bravo

Seguramente alguna vez viste
películas de vampiros. ¡Qué
miedo dan!
La imagen más conocida de
los vampiros es la de unos hombres
pálidos y siniestros con dientes
largos y afilados. Vestidos con largas
capas negras, salen por las
noches a beber la sangre de la
gente; eso los hace eternamente
jóvenes.
Habitan en castillos lúgubres.
Despiertos de noche, duermen de
día en ataúdes, ya que no soportan
la luz solar. Tienen mucho
pelo en las mejillas y en
las manos. Rehúyen del
ajo y de las rosas, y pueden transformarse
 en murciélagos o en lobos. Sus cazadores los matan clavándoles
una estaca en el corazón.
En casi todas las culturas hubo personajes imaginarios
que se alimentan de sangre humana. Durante mucho
tiempo se creyó en ellos y llegaron a provocar pánico en
algunos pueblos.
Actualmente sabemos que los vampiros son personajes
creados por los mitos populares y recreados en la literatura.
Por ejemplo, el tipo de vampiros que describimos
aquí, difundido por el cine y la televisión, surgió en el
centro de Europa hace unos 600 años.
En particular, los antiguos habitantes de Valaquia y
Transilvania, dos territorios de la Rumania actual, creyeron
en la existencia de vampiros durante siglos. De las
cercanías de la ciudad de Bistrita, en Transilvania, proviene
el célebre conde Drácula, un personaje literario creado
por el escritor inglés Bram Stoker, inspirado en
una persona real: el príncipe Vlad Tepes, famoso
por su crueldad, quien llegó a ser
soberano de Valaquia.
¿Por qué, en otras épocas,
tanta gente relató historias
de vampiros? ¿Y por qué
no hay hoy en día
quien describa seriamente
un encuentro
con un vampiro?

¿Y si los vampiros realmente existieran?
David Dolphin, un afamado bioquímico canadiense,
postuló en 1985 que los vampiros podrían haber existido.
Pero Dolphin aclaró que no eran seres tenebrosos sino
personas reales que padecían una enfermedad muy rara.
Tal enfermedad se conoce hoy como mal de Günther, en
recuerdo del médico que la describió con detalle. Su
nombre científico es algo más largo y complejo: porfiria
eritropoyética congénita.
Dolphin señala que los síntomas más comunes de
esa porfiria se parecen muchísimo a los rasgos adjudicados
a los vampiros míticos. Revisemos algunas de
esas semejanzas:
Delgadez y palidez. La porfiria
provoca anemia; es decir, la sangre
tiene menos glóbulos rojos de
lo normal. Esto hace que algunas
personas anémicas sean demacradas
y pálidas, tal como los
vampiros clásicos.
Pánico a la luz solar. La porfiria
provoca actinismo: quienes la
padecen no pueden tomar sol, ya que
su luz les provoca graves quemaduras
en la piel, con úlceras que sangran. Por
ello, los porfíricos suelen salir solo de noche
o bien se visten con ropas largas y oscuras...
¡como el conde Drácula!
Pelos inusuales. La porfiria provoca hirsutismo,
esto es, crecimiento de pelos en lugares
donde comúnmente no hay, como entre
las cejas, en las mejillas muy cerca de los
ojos y en las palmas de las manos. ¡Algo
parecido describe Bram Stoker en su novela!
Grandes colmillos. La porfiria está
acompañada de la aparición de complicaciones
en los dientes, las encías y los labios,
complicaciones que causan que los dientes
se vean anormalmente largos y puntiagudos,
como los típicos colmillos de los vampiros
cinematográficos.

Estas semejanzas, entre otros argumentos
basados en las características
de la enfermedad, condujeron a Dolphin
a conjeturar que las abundantes narraciones
de encuentros con vampiros
en Valaquia tendrían su origen en una
especie de “epidemia” de porfiria en
esa región.
Pero cuidado: Dolphin no afirma
que los vampiros míticos existieran, sino
que la gente de otras épocas, que desconocía
la porfiria como enfermedad,
estaba convencida de que quienes la
padecían no eran humanos, sino seres
sobrenaturales, guiados por intenciones
malévolas.
Mito y ciencia
Dolphin propuso una explicación
bioquímica para el vampirismo porque
sabía que muchas criaturas mitológicas
fueron, a su debido tiempo, reinterpretadas
por la ciencia. En otras épocas, la
imaginación popular transformó algunos
animales o personas reales en mitos porque
no se tenía entonces una explicación
convincente para sus características.
Un ejemplo conocido de un mito
revisado por la ciencia es el del unicornio,
un caballo fabuloso con un
cuerno en la frente. Probablemente,
los unicornios nacieron como
mezcla de varios animales poco
conocidos en la antigüedad, como
el rinoceronte y el narval (un mamífero
marino pariente del delfín).
Porfirias al por mayor
El nombre de porfiria dado a
este mal deriva de una palabra
griega que significa “morado”,
puesto que los porfíricos tienen la
orina de ese color.
La porfiria eritropoyética congénita es
solo una de entre varias enfermedades que forman la familia
de las porfirias. Todas ellas involucran defectos en el
proceso de fabricación de la hemoglobina, la sustancia
responsable del color rojo de la sangre, encargada de llevar
oxígeno a los órganos del cuerpo para asegurar su
funcionamiento.
La sangre de nuestros cuerpos se “renueva” constantemente.
Algunos órganos se encargan de generarla y
otros, de destruirla. Una persona porfírica tiene problemas
para fabricar sangre nueva y, por ende, sufre de
anemia. La presencia de algunas sustancias inusuales
en la sangre de quienes están aquejados de esta enfermedad
es causante de la intolerancia a la luz solar y del
deterioro de los dientes.
Un rasgo importante de las porfirias es que son hereditarias.
Esto significa que, para padecer alguna clase
de porfiria, tanto el papá como la mamá del paciente
porfírico tienen que ser portadores de la enfermedad,
aunque en ellos no se manifiesten sus síntomas.
Sucede que en los cromosomas de las células de los
padres hay un gen con “defectos”. Podría decirse que
ese gen no tiene las instrucciones apropiadas para que el
cuerpo ensamble correctamente la hemoglobina. Cuando
un niño o una niña hereda, tanto de su madre como
de su padre, una copia de ese gen defectuoso, entonces
en él o en ella se manifiesta la enfermedad.

¿Podemos aceptar lo que dice Dolphin?

Dolphin planteó una idea que, en la metodología de las
ciencias, se denomina hipótesis. Es decir, el científico canadiense
supuso que la abundancia de leyendas de vampiros en
la Europa central de hace algunos siglos se debió a que la
porfiria pudo haber estado muy extendida en esas regiones
y en esas épocas.
No es sencillo comprobar esta hipótesis. Incluso, hay varios
investigadores que la han criticado, diciendo que es demasiado
especulativa.
Así, la hipótesis de Dolphin por ahora no es más que una
idea audaz introducida para tratar de dar respuesta al enigma
de por qué diferentes pueblos, en diferentes épocas, imaginaron
vampiros.
La formulación de hipótesis es uno de los procesos más
importantes de la ciencia. Frente a un problema, los científicos
plantean una solución provisional y luego proceden de
modo de ver si se han equivocado o van por el buen camino.
Con base en los resultados de las investigaciones, las hipótesis
son aceptadas o rechazadas.

Actividades de lectura.

El guiso fantasmagórico

Relato de la mítica invención de los marcadores radiactivos

George de Hevesy ganó el premio Nobel de química en
1943, por su utilización de los radioisótopos (elementos
radiactivos) en el estudio de los procesos químicos, y el premio
Átomos para la Paz en 1959, por sus contribuciones al empleo
pacífico de las radiaciones.
En un libro autobiográfico, de Hevesy contó el origen de su
más importante invención: los llamados marcadores radiactivos,
de gran utilidad para la ciencia actual. Esta brillante utilización
de la radiactividad aparentemente surgió como solución a un
enigma doméstico, a principios del siglo XX.
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El guiso fantasmagórico
Relato de la mítica invención de los marcadores radiactivos

Agustín Adúriz-Bravo

En una pensión de estudiantes De Hevesy había nacido en 1885 en Hungría,
un territorio que en esa época formaba parte del poderoso Imperio Austrohúngaro.
En 1911, de Hevesy, con 26 años y un doctorado en ciencias, iniciaba su carrera
de investigador.
A fin de perfeccionarse había viajado a Manchester, en el norte de Inglaterra,
para trabajar junto al célebre físico Ernest Rutherford,
quien en 1908 había obtenido el premio Nobel de química por sus
investigaciones sobre los elementos radiactivos.
El laboratorio de Rutherford era uno de los más importantes de
Europa. Allí se estaban haciendo estudios sobre los átomos, la estructura
de la materia y la radiactividad.
En aquellos años, luego de los trabajos pioneros de Marie y
Pierre Curie, la radiactividad era un fenómeno que atrapaba la
atención y el interés de muchos investigadores en diversas partes
del mundo. No obstante, seguía presentando aspectos
misteriosos que era preciso dilucidar, ya que los
científicos intuían que las sustancias radiactivas podían
llegar a tener múltiples e importantes aplicaciones
en tecnología y en medicina.
En Manchester, de Hevesy era un estudiante
viviendo lejos de su país, por eso
pasaba bastantes penurias económicas.
Se alojaba en una pensión
modesta, regenteada por una
patrona extravagante y autoritaria.
Una de las peores características de esa
pensión, y la que más molestaba a de Hevesy, era
el deprimente régimen de comidas que servía la señora
de la casa. Día tras día el menú se repetía, haciéndose
progresivamente más repugnante e incomible.
De Hevesy llegó incluso a sufrir malestares
estomacales en diversas oportunidades, debido al mal
estado de los alimentos que se servían en la pensión.

Nace una idea
De Hevesy comenzó a sospechar que la patrona
reciclaba la carne de las sobras que quedaban
en los platos de los pobres pensionistas.
Para probar su suposición, o hipótesis, de Hevesy
tuvo la ocurrencia de aprovechar las propiedades de las
sustancias radiactivas: que permanecen por mucho tiempo
en los materiales y que se pueden detectar con instrumentos
sencillos y baratos. De Hevesy decidió marcar alguna de las comidas
que le sirvieran con una sustancia radiactiva, para luego
poder seguirle la pista.
Así, de Hevesy llevó a la pensión, a escondidas, una pequeña
cantidad de una sustancia que entonces se conocía como radio-D,
que tomó prestada de los armarios del laboratorio de
Rutherford. Hoy se sabe que el radio-D es una variedad radiactiva del plomo, un
metal de múltiples aplicaciones en la vida cotidiana. Un domingo, durante el almuerzo,
y aprovechando un momento en que la patrona estaba distraída, de Hevesy mezcló el plomo radiactivo con las sobras de su pastel de carne que, a propósito, dejó abandonadas
en su plato. Tres días después, por medio un instrumento muy simple llamado electroscopio de hojitas de oro, de Hevesy detectó que del soufflé servido como plato principal emanaban
radiaciones. De este modo desenmascaró los fraudulentos manejos culinarios
de la dueña de la pensión, que ponían en peligro la salud de los pensionistas.
Ofuscada y culposa, la señora echó inmediatamente a de Hevesy de la casa.
No sabemos si, luego de su partida, la ahorrativa patrona insistió en reciclar las sobras.
Las distintas sustancias radiactivas se diferencian por el tipo de
radiación que emiten los núcleos de sus átomos. Los principales tipos de radiación se conocen con las letras griegas alfa ( ), beta ( ) y gama ( ). La radiación gama es las más
peligrosa para la salud. En general, la alfa no es tan peligrosa; no puede viajar por el aire grandes distancias y además muchos materiales la absorben. La radiación alfa puede ser detenida con papel, vidrio o tela. Por eso, de Hevesy pudo transportar el radio-D (emisor alfa)
en un frasco de vidrio desde el laboratorio hasta la pensión, y luego manipularlo y meterlo en
el guiso sin contaminarse. Sin embargo, la radiación alfa es muy peligrosa si se
ingiere la sustancia emisora. Para preservar la salud de sus compañeros
pensionistas, seguramente de Hevesy puso una cantidad extremadamente pequeña
de marcardor en el guiso y además no permitió que nadie lo comiera
antes de haber rastreado la sustancia.. El aire con menos electrones queda cargado de
electricidad. 
El original experimento de de Hevesy, que resolvió en forma sencilla y práctica
el desafío de probar que la patrona preparaba guisos “fantasmagóricos”
reciclando sobras, abrió el camino para introducir este uso de la radiactividad,
por analogía, en otros campos. De Hevesy imaginó que sería posible marcar un material de modo que este emitiera radiaciones y luego emplear aparatos para seguir las transformaciones
que pudiese sufrir el material a través de diferentes procesos.. Entonces, el movimiento de las hojitas de oro es una prueba indirecta de que cerca hay un marcador radiactivo que
emite partículas cargadas.  Cuando las hojitas se descargan, vuelven a juntarse. Como al aire le faltan electrones, los toma del electroscopio. Las hojitas de oro del electroscopio tienen electrones de más, por eso están separadas (decimos que se repelen). Los rayos alfa, al viajar por el aire, arrastran los electrones de los átomos de algunos gases
que lo componen. Los rayos alfa son minúsculas partículas con carga eléctrica positiva,
despedidas por los núcleos de los átomos del material radiactivo. El radio-D emite unas radiaciones que se conocen como rayos alfa.
 El electroscopio es un instrumento que permite detectar esa electricidad del aire.
¿Cómo hizo de Hevesy para demostrar que el soufflé de la patrona era un guiso
“fantasmagórico” hecho con sobras de “La idea de los días anteriores? de Hevesy,
¿era peligrosa?”
En 1911...
Marie Curie gana el premio Nobel de química por el descubrimiento
del radio, un nuevo metal radiactivo.
Se proclama la República China.
El explorador noruego Roald Amundsen es el primer hombre
en llegar al polo sur.
El arquéologo estadounidense Hiram Bingham encuentra los
restos de la ciudad inca de Machu Picchu, en Perú.
En Argentina, nacen el escritor Ernesto Sabato y el piloto de
carreras Juan Manuel Fangio.

Los marcadores hoy
Desde el invento de de Hevesy, se consiguió evolucionar mucho
en la aplicación de la técnica de los marcadores radiactivos. Cada
vez tenemos mayor variedad de marcadores y mejores instrumentos
de detección, de modo que hoy es posible marcar prácticamente
cualquier proceso natural o de laboratorio, y detectar las pequeñísimas
cantidades de radiación emitidas.
Los marcadores radiactivos se conocen también como trazadores
o rastreadores. Se trata de compuestos que contienen sustancias
radiactivas, ya sea naturales o artificiales. La propiedad que los hace
útiles es que pueden ser seguidos a lo largo de un proceso físico,
químico o biológico debido a que emiten radiaciones.
Los marcadores lanzan algo así como rayos de luz, pero invisibles
al ojo humano; de ese modo dejan una huella (a modo de
rastro) en el trayecto que siguen en un sistema que cambia a lo
largo del tiempo. La marca que deja la radiactividad permanece
por mucho tiempo y se puede detectar su presencia (rastrearla)
con diversos instrumentos.
Por ejemplo, es posible marcar agua introduciendo en ella alguna
sustancia radiactiva (como algún isótopo radiactivo del plomo)
y luego detectar la radiación que esa sustancia va emitiendo al
desplazarse dentro de una planta o de un animal que hubiesen absorbido
o ingerido esa agua.
Los marcadores pueden usarse inlcuso en los seres humanos. Si
a nuestro cuerpo se le inyectan algunas sustancias marcadas radiactivamente
de modo que sean transportadas por la sangre, poco
después puede conocerse a qué parte del cuerpo han ido esas sustancias
y dónde son aprovechadas.

Es así que la técnica de los marcadores radiactivos posee enorme
importancia en medicina, tanto para diagnosticar algunas enfermedades
como también para conocer el funcionamiento del cuerpo sano.

Modelos atómicos y distribución electrónica.

Modelos atómicos y distribución electrónica.

Modelos Atómicos

Modelo de Demócrito: Demócrito desarrolló la “teoría atómica del universo”, concebida por su mentor, el filósofo Leucipo. Esta teoría, al igual que todas las teorías filosóficas griegas, no apoya sus postulados mediante experimentos, sino que se explica mediante razonamientos lógicos. La teoría atomista de Demócrito y Leucipo se puede esquematizar así:

• Los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos, incompresibles e invisibles.

• Los átomos se diferencian solo en forma y tamaño, pero no por cualidades internas.

• Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos.

Defiende que toda la materia no es más que una mezcla de elementos originarios que poseen las características de inmutabilidad y eternidad, concebidos como entidades infinitamente pequeñas y, por tanto, imperceptibles para los sentidos, a las que Demócrito llamó átomos (ἄτομοι), término griego que significa tanto "que no puede cortarse" como "indivisible".

Modelo de Dalton: El modelo atómico de Dalton surgido en el contexto de la química, fue el primer modelo atómico con bases científicas, formulado entre 1803 y 1807 por John Dalton.

El modelo permitió aclarar por primera vez por qué las sustancias químicas reaccionaban en proporciones estequiométricas fijas (Ley de las proporciones constantes), y por qué cuando dos sustancias reaccionan para formar dos o más compuestos diferentes, entonces las proporciones de estas relaciones son números enteros (Ley de las proporciones múltiples). Por ejemplo 12 g de carbono (C), pueden reaccionar con 16 g de oxígeno (O₂) para formar monóxido de carbono (CO) o pueden reaccionar con 32 g de oxígeno para formardióxido de carbono (CO₂). Además el modelo aclaraba que aun existiendo una gran variedad de sustancias diferentes, estas podían ser explicadas en términos de una cantidad más bien pequeña de constituyentes elementales o elementos. En esencia, el modelo explicaba la mayor parte de la química de fines del siglo XVIII y principios del siglo XIX, reduciendo una serie de hechos complejos a una teoría combinatoria realmente simple.

Modelo de Thomson: El modelo atómico de Thomson es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson, quien descubrió elelectrón¹ en 1898, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, como un pudin de pasas.² Postulaba que los electrones se distribuían uniformemente en el interior del átomo suspendidos en una nube de carga positiva. El átomo se consideraba como una esfera con carga positiva con electrones repartidos como pequeños gránulos. La herramienta principal con la que contó Thomson para su modelo atómico fue la electricidad.

Modelo de Lewis: El modelo del átomo cúbico fue uno de los primeros modelo atómicos, en el que los electrones del átomo estaban situados en los ocho vértices de un cubo. Esta teoría la desarrolló en 1902 Gilbert N. Lewis, que la publicó en 1916 en el artículo «The Atom and the Molecule» (El átomo y la molécula); sirvió para dar cuenta del fenómeno de la valencia. Se basa en la regla de Abegg. Fue desarrollada posteriormente por Irving Langmuir en 1919, como el átomo del octeto cúbico. La figura a continuación muestra las estructuras de los elementos de la segunda fila de la tabla periódica.

Modelo de Rutherford: El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre la estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico británico-neozelandés Ernest Rutherford para explicar los resultados de su "experimento de la lámina de oro", realizado en 1911.

El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que consideró al átomo formado por dos partes: la "corteza", constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo" muy pequeño; que concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.

Rutherford llegó a la conclusión de que la masa del átomo se concentraba en una región pequeña de cargas positivas que impedían el paso de las partículas alfa. Sugirió un nuevo modelo en el cual el átomo poseía un núcleo o centro en el cual se concentra la masa y la carga positiva, y que en la zona extranuclear se encuentran los electrones de carga negativa.

Modelo de Bohr: El modelo atómico de Bohr o de Bohr-Rutherford es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados. Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo loselectrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de Rutherford). Además el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein en 1905.

Modelo de Sommerfeld: En 1916, Sommerfeld perfeccionó el modelo atómico de Bohr intentando paliar los dos principales defectos de éste. Para eso introdujo dos modificaciones básicas: Órbitas casi-elípticas para los electrones y velocidades relativistas. En el modelo de Bohr los electrones sólo giraban en órbitas circulares. La excentricidad de la órbita dio lugar a un nuevo número cuántico: el número cuántico azimutal, que determina la forma de los orbitales, se lo representa con la letra l y toma valores que van desde 0 hasta n-1. Las órbitas son:

• l = 0 se denominarían posteriormente orbitales s o sharp
• l = 1 se denominarían p o principal.
• l = 2 se denominarían d o diffuse.
• l = 3 se denominarían f o fundamental.

Para hacer coincidir las frecuencias calculadas con las experimentales, Sommerfeld postuló que el núcleo del átomo no permanece inmóvil, sino que tanto el núcleo como el electrón se mueven alrededor del centro de masas del sistema, que estará situado muy próximo al núcleo al tener este una masa varios miles de veces superior a la masa del electrón.

Modelo de Schrodinger: El modelo atómico de Schrödinger (1924) es un modelo cuántico no relativista. Se basa en la solución de la ecuación de Schrödinger para un potencial electrostático con simetría esférica, llamado también átomo hidrogenoide. En este modelo los electrones se contemplaban originalmente como una onda estacionaria de materia cuya amplitud decaía rápidamente al sobrepasar el radio atómico.

El modelo de Bohr funcionaba muy bien para el átomo de hidrógeno. En los espectros realizados para otros átomos se observaba que electrones de un mismo nivel energético tenían energías ligeramente diferentes. Esto no tenía explicación en el modelo de Bohr, y sugería que se necesitaba alguna corrección. La propuesta fue que dentro de un mismo nivel energético existían subniveles. La forma concreta en que surgieron de manera natural estos subniveles, fue incorporando órbitas elípticas y correcciones relativistas. Así, en 1916, Arnold Sommerfeld modificó el modelo atómico de Bohr, en el cual los electrones sólo giraban en órbitas circulares, al decir que también podían girar en órbitas elípticas más complejas y calculó los efectos relativistas.

Configuración electrónica

En física y química, la configuración electrónica indica la manera en la cual los electrones se estructuran o se modifican en un átomo de acuerdo con el modelo de capas electrónicas, en el cuál las funciones de ondas del sistema se expresa como un producto de orbitales antisimetrizadas.^1 2 La configuración electrónica es importante porque determina las propiedades de combinación química de los átomos y por tanto su posición en la tabla periódica.

La disposición de los electrones en los átomos está sujeta a las reglas de la mecánica cuántica. En particular la configuración electrónica viene dada por una combinación de estados cuánticos que son solución de la ecuación de Schrödinger para dicho átomo.

Una de las restricciones de la mecánica cuántica no explícitamente contenida en la ecuación de Schrödinger es que cualquier conjunto de electrones en un mismo estado cuántico deben cumplir el principio de exclusión de Pauli por ser fermiones (partículas de espín semientero). Dicho principio implica que la función de onda total que describe dicho conjunto de electrones debe ser antisimétrica. Por lo tanto, en el momento en que un estado cuántico es ocupado por un electrón, el siguiente electrón debe ocupar un estado cuántico diferente.

Historia: modelos atómicos

Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la materia. Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito consideró que la materia estaba constituida por pequeñísimas partículas que no podían ser divididas en otras más pequeñas. Por ello, llamó a estas partículas átomos, que en griego quiere decir "indivisible". Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles. Sin embargo las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filósofos de su época y hubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la idea de los átomos fuera tomada de nuevo en consideración.

Año Científico Descubrimientos experimentales Modelo atómico 1808 John Dalton Durante el s.XVIII y principios del XIX algunos científicos habían investigado distintos aspectos de las reacciones químicas, obteniendo las llamadas leyes clásicas de la Química. La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría atómica, para explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico. 1897 J.J. Thomson Demostró que dentro de los átomos hay unas partículas diminutas, con carga eléctrica negativa, a las que se llamó electrones. De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones. (Modelo atómico de Thomson.) 1911 E. Rutherford Demostró que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que están vacíos en su mayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo. Dedujo que el átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente. (Modelo atómico de Rutherford.) 1913 Niels Bohr Espectros atómicos discontinuos originados por la radiación emitida por los átomos excitados de los elementos en estado gaseoso. Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos. (Modelo atómico de Bohr.)

Actividad. Relaciona las siguientes conclusiones experimentales con el modelo atómico a que dieron lugar: El átomo no es indivisible ya que al aplicar un fuerte voltaje a los átomos de un elemento en estado gaseoso, éstos emiten partículas con carga negativa:                                                           Teoría atómica de Dalton               Modelo atómico de Thomson               Modelo atómico de Rutherford               Modelo atómico de Bohr              Al reaccionar 2 elementos químicos para formar un compuesto lo hacen siempre en la misma proporción de masas:                                                           Teoría atómica de Dalton               Modelo atómico de Thomson               Modelo atómico de Rutherford               Modelo atómico de Bohr              Los átomos de los elementos en estado gaseoso producen, al ser excitados, espectros discontinuos característicos que deben reflejar su estructura electrónica:                                                          Teoría atómica de Dalton               Modelo atómico de Thomson               Modelo atómico de Rutherford               Modelo atómico de Bohr              Al bombardear los átomos de una lámina delgada con partículas cargadas positivamente, algunas rebotan en un pequeño núcleo situado en el centro del átomo:                                                          Teoría atómica de Dalton               Modelo atómico de Thomson               Modelo atómico de Rutherford               Modelo atómico de Bohr

Estructura del átomo En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza. - El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón. Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z. - La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón. Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones. Modelo de átomo de He (isótopo 4-He) Isótopos La suma del número de protones y el número de neutrones de un átomo recibe el nombre de número másico y se representa con la letra A. Aunque todos los átomos de un mismo elemento se caracterizan por tener el mismo número atómico, pueden tener distinto número de neutrones. Llamamos isótopos a las formas atómicas de un mismo elemento que se diferencian en su número másico. Para representar un isótopo, hay que indicar el número másico (A) propio del isótopo y el número atómico (Z), colocados como índice y subíndice, respectivamente, a la izquierda del símbolo del elemento. Actividades: 1. Los átomos de un mismo elemento químico tienen todos en su núcleo el mismo número de  . 2. Un átomo tiene 12 protones, 13 neutrones y 12 electrones. ¿Cuál es su número atómico?  12  13  24  25 3. Los isótopos oxígeno-16, oxígeno-17 y oxígeno-18, se diferencian en:  El número de protones  El número atómico  El número de neutrones  El número de electrones 4. Un átomo de volframio (W) tiene 74 protones y 108 neutrones. ¿Cuál es su representación adecuada? 1.    2.    3.    4.   5. Señala las afirmaciones correctas:  El número másico de un átomo es la suma del número de protones, neutrones y electrones  Todos los átomos de un mismo elemento químico tienen el mismo número de neutrones  Los isótopos de un elemento químico tienen el mismo número atómico  Los isótopos de un elemento químico tienen el mismo número másico  Los isótopos de un elemento químico tienen distinto número de neutrones       Actividad: construir átomos Tras el estudio de la estructura atómica realizado en las páginas anteriores, puedes intentar conseguir una buena puntuación construyendo isótopos de los primeros elementos químicos de la tabla periódica:

Corteza atómica: Estructura electrónica

Las propiedades de los elementos dependen, sobre todo, de cómo se distribuyen sus electrones en la corteza. El siguiente modelo interactivo te permite conocer la estructura electrónica de los elementos de la tabla periódica:

Aunque los conocimientos actuales sobre la estructura electrónica de los átomos son bastante complejos, las ideas básicas son las siguientes: 1. Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones, numerados del 1, el más interno, al 7, el más externo. 2. A su vez, cada nivel tiene sus electrones repartidos en distintos subniveles, que pueden ser de cuatro tipos: s, p, d, f. 3. En cada subnivel hay un número determinado de orbitales que pueden contener, como máximo, 2 electrones cada uno. Así, hay 1 orbital tipo s, 3 orbitales p, 5 orbitales d y 7 del tipo f. De esta forma el número máximo de electrones que admite cada subnivel es: 2 en el s; 6 en el p (2 electrones x 3 orbitales); 10 en el d (2 x 5); 14 en el f (2 x 7). La distribución de orbitales y número de electrones posibles en los 4 primeros niveles se resume en la siguiente tabla: Niveles de energía 1 2 3 4 Subniveles s s p s p d s p d f Número de orbitales de cada tipo 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7 Denominación de los orbitales 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f Número máximo de electrones en los orbitales 2 2 - 6 2 - 6 - 10 2- 6- 10- 14 Número máximo de electrones por nivel 2 8 18 32 La configuración electrónica en la corteza de un átomo es la distribución de sus electrones en los distintos niveles y orbitales. Los electrones se van situando en los diferentes niveles y subniveles por orden de energía creciente hasta completarlos. Es importante saber cuantos electrones existen en el nivel más externo de un átomo pues son los que intervienen en los enlaces con otros átomos para formar compuestos.

Actividades:

(Utiliza el modelo interactivo de configuraciones electrónicas de arriba y responde.) 1. ¿Cuántos electrones poseen los átomos de argón (Ar), de número atómico 18, en su capa o nivel de energía más externo?:  2 electrones  6 electrones  8 electrones  18 electrones 2. ¿Cuál de las siguientes configuraciones electrónicas corresponde al átomo de cobre (Cu), de número atómico 29? (En la notación se indican los niveles por números colocados como coeficientes y los índices de las letras indican el número de electrones en ese subnivel):  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4p1  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s1  1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s10 4p2 3. ¿Qué electrones de la corteza de átomo de bromo (Br) influyen más notablemente en sus propiedades químicas?, número atómico 35:  Los del nivel 2  Los del subnivel 3d  Los del orbital 1s  Los del nivel 4 4. ¿Qué tienen en común las configuraciones electrónicas de los átomos de Li, Na, K y Rb?:  Que poseen un solo electrón en su capa o nivel más externo  Que poseen el mismo número de capas o niveles ocupados por electrones  Que tienen completo el subnivel s más externo  Sus configuraciones electrónicas son muy diferentes y no tienen nada en común 5. ¿Qué tienen en común las configuraciones electrónicas de los átomos de Ca, Cr, Fe, Cu y Zn? Señala las afirmaciones correctas:  Todos tienen el mismo número de capas o niveles ocupados por electrones  Tienen el mismo número de orbitales ocupados por electrones  Todos tienen el mismo número de electrones en su nivel más externo  Tienen pocos electrones en su nivel más externo

Hola a todos mis alumnos, en este blog encontrarán toda la información que necesiten durante la cursada de la materia. Mucha suerte. Saludos.