FÍSICA Y QUÍMICA 3.º ESOUnidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo

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La materia:propiedades eléctricas y el átomo4

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Esquema de contenidos

La materia: propiedades eléctricas y el átomo

Naturaleza eléctrica de la materia El átomo

Electroscopio

Péndulo eléctrico

Modelos atómicos

Modelo atómico

de Rutherford

Modelo atómico

de Bohr

Modelo atómico

actual

Experiencia de

la lámina de oro

Versorio

Modelo atómico

de Thomson

El método científico y los modelos atómicos

Isótopos

Iones

Partículas subatómicas

Radiactividad Fisión y fusión nuclear

Átomos

Para empezar, experimenta

y piensa

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Para empezar, experimenta y piensa CLIC PARA CONTINUAR

¿Es posible que los papelitos se agiten dentro de la caja sin moverla?¿Cómo crees que lo hemos conseguido?…

Se han mezclado la sal y la pimienta… ¿Serías capaz de separarlas?

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Naturaleza eléctrica de la materia CLIC PARA CONTINUAR

FUERZAS ENTRE CARGAS ELÉCTRICAS

El ámbar y el vidrio se electrizan con diferente carga cuando son frotados con lana o seda, respectivamente.

Cuando se acercan dos cuerpos con carga eléctrica neta del mismo signo, se repelen, y cuando se acercan dos cuerpos con carga eléctrica neta de distinto signo, se atraen.

Dos trozos de ámbar electrizados se repelen.

Dos trozos de vidrio electrizados se repelen.

Un trozo de vidrio y otro de ámbar electrizados se atraen.

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El electroscopio CLIC PARA CONTINUAR

Láminas metálicas

Barra metálica

Bola metálica

Tapón de corcho

El electroscopio es un aparato que sirve para detectar cuerpos cargados.

Por inducción

Por contacto

Barra cargada

Barra cargada

+++

++

Barra cargada

Si tocamos la varilla con una barra metálica, se descarga.

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El péndulo eléctrico CLIC PARA CONTINUAR

++ + +

++ + +

+

++

+

++

+

++

+

ATRACCIÓN ATRACCIÓNREPULSIÓN REPULSIÓN

Coulomb

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El versorio CLIC PARA CONTINUAR

Contacto

Lámina fija

Lámina móvilEscala

+ ++ + ++++

El versorio fue inventado por William Gilbert hacia

el año 1600 para detectar cuerpos cargados.

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Partículas subatómicas CLIC PARA CONTINUAR

Microscopio

Atomizador

Placa cargada positivamente

Placa cargada negativamente

Gas

Gotita de aceite en suspensión

Gotitas de aceite electrizadas

Ajustando el voltaje se consigue dejar la

gota en suspensión.

+ +++

Robert Millikan midió la carga de la gota en

suspensión y encontró que, para distintas

gotitas, la carga era siempre múltiplo de una

carga elemental.

La carga del electrón es de 1,602 · 10−19 C.

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Átomos CLIC PARA CONTINUAR

Cl17

35

Na23

11

CLORO SODIO

Número atómico, Z

Número de protones

Número de electrones

Número de neutrones

17 11

1117

A – Z = 23 – 11 = 12A – Z = 35 – 17 = 18

Número másico, A

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Isótopos CLIC PARA CONTINUAR

Se llaman isótopos los átomos que tienen el mismo

número de protones y se diferencian en el número de

neutrones. Por tanto, presentan el mismo Z y diferente A.

Casi todos los elementos químicos presentan isótopos. Habitualmente, todos los

isótopos de un elemento reciben el mismo nombre; como excepción, el hidrógeno

tiene tres isótopos que poseen un nombre propio.

Protio Deuterio TritioH1

2H1

1H1

3

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Iones CLIC PARA CONTINUAR

CATIÓN ANIÓN

Átomo de litio (Li) Átomo de oxígeno (O)

3 +

3 –Li neutro

8 +

8 –O neutro

3 +

2 –Li+ catión

8 +

10 –O2 – anión

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Modelo atómico de Thomson CLIC PARA CONTINUAR

Según Thomson, el átomo debía ser como una

gran masa de carga positiva, e insertados en ella

debían estar los electrones.

La carga negativa de los electrones compensaba

la carga positiva, para que el átomo fuera neutro.

Carga positiva

Cargas negativas

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Experiencia de la lámina de oro CLIC PARA CONTINUAR

Mineral de uranio

Plomo

Lámina de oro

Película fotográfica

Partículas α

La mayoría de las partículas alfa atravesaba la lámina de oro sin

desviarse.

Una de cada 10 000 partículas alfa rebotaba al llegar a la lámina

y volvía hacia atrás.

Una pequeña proporción de partículas alfa atravesaba la lámina, pero sufrían una

leve desviación.

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Modelo atómico de Rutherford CLIC PARA CONTINUAR

El átomo está formado por un núcleo muy pequeño

y una corteza.

En el núcleo está concentrada toda su carga

positiva y casi toda su masa; en la corteza están

los electrones girando alrededor del núcleo.

Núcleo

Electrones

Solo una pequeñísima

proporción de

partículas choca con

un núcleo, es repelida

y vuelve hacia atrás.

Con el modelo de Rutherford queda totalmente

explicada la experiencia de la lámina de oro.

Partículas alfa

que llegan a la lámina

de oro y la atraviesan

sin desviarse, ya que

no encuentran ningún

obstáculo.

Partículas que pasan

cerca de un núcleo

y su trayectoria

se desvía.

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Modelo atómico de Bohr CLIC PARA CONTINUAR

Según el modelo atómico de Bohr, los electrones

de la corteza giran alrededor del núcleo

describiendo solo determinadas órbitas circulares.

Núcleo

Electrones

Átomo de sodio (Na)

Átomo de fósforo (P)

Átomo de oxígeno (O)

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Modelo atómico actual CLIC PARA CONTINUAR

Un orbital es una región del espacio en la que existe una

probabilidad máxima de encontrar al electrón.

x

zy y

x

zy

z

x

Orbital 1s Orbital 2s

Orbital 2px Orbital 2py Orbital 2pz

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El método científico y los modelos atómicos CLIC PARA CONTINUAR

1

Observaciones. Thomson y otros científicos

realizaron una serie de experiencias que

permitieron aislar y determinar la masa y la carga

de las partículas del átomo.

6

2

4

5

7

8

¿Hipótesis cierta?

Para comprobar la hipótesis

de Thomson se idean

experiencias.

3

Hipótesis. El átomo debe ser como

una gran masa de carga positiva,

e insertados en ella deben estar los

electrones.

(Modelo atómico de Thomson.)

Experimentación. Geiger y Marsden realizaron la experiencia de la lámina de oro.

Análisis de datos. Analizaron

las huellas que las partículas alfa

que bombardeaban la lámina de oro

dejaban sobre la película fotográfica

que rodeaba el conjunto.

El análisis de los datos indicó

que la hipótesis inicial no era cierta.

Nueva hipótesis.

El átomo está formado

por un núcleo muy pequeño, en el

que están concentradas

la carga positiva y casi

toda la masa del átomo,

y una corteza mucho mayor, donde

se hallan los electrones girando

alrededor del núcleo.

(Modelo atómico de Rutherford.)

Conclusiones y publicación.Se acepta como válido el modeloatómico de Rutherford.

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Placa de aluminio

Hormigón

Radiactividad CLIC PARA CONTINUAR

La pérdida o ganancia de algunas partículas subatómicas es el fenómeno de la radiactividad.

Rayos α Rayos β Rayos γ

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Fisión y fusión nuclear CLIC PARA CONTINUAR

La rotura del núcleo de ciertos isótopos de algunos elementos químicos para dar otros núcleos más pequeños se denomina fisión nuclear.

neutrón núcleo

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Enlaces de interés

Experiencia de Rutherford

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Marie Curie y la radiactividad

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Animaciones: 1.ª página

Estructura electrónica

Fisión y fusión nuclearFormación de núcleos atómicos

Configuración electrónica

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CLIC PARA CONTINUAR

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Animaciones: 2.ª página

Modelos atómicos

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