N. Patricia Fiquitiva Méndez (12) grupo 9Rafael E. Navarro Nieto (27) grupo 8

El átomo como unidad Fundamental e indivisible de la materia

Fue formulada por los griegos hace 2500 años

Concepto Filosófico; no existía evidencia experimental

A mediados del siglo XVII R. Boyler introdujo el concepto como se entiende hoy día.

En el siglo XVIII J. Berzelius, enuncia la primera ley empírica de las proporciones definidas en combinaciones químicas.

En 1803 Aparece la primera teoría atómica de J. Dalton, sus puntos fundamentales fueron:

En 1833 M. Faraday demuestra la existencia de partículas con cargas eléctricas en sus experimentos de electrólisis.

En 1859 se estudio el paso de corriente eléctrica a través de los gases. La carga negativa se llamaron RAYOS CATÓDICOS.

En 1897 J.J. Thomson midió la relación entre la carga y la masa de estas partículas mostrando que no eran átomos con cargas eléctricas si no que era un fragmento presente en todos los átomos

En el siglo XIX se descubrieron dos fenómenos importantes relacionados con los átomos.

1. Los átomos de un mismo elemento pueden tener diferentes masas pero sus propiedades químicas siguen siendo iguales

2. En 1896 algunos elementos liberan espontáneamente partículas y se transforman en otros este proceso se llama RADIACTIVIDAD

Estos fenómenos descartaron las

ideas de J. Dalton

Además se estableció que un átomo es eléctricamente neutro

En 1898 Thomson propuso que los electrones se encuentran sumergidos en una esfera de materia de carga positiva.

- --

--

-R

Electrones

Carga positiva distribuida uniformemente R

E

r

ESQUEMA DEL ATOMO DE THOMSON

COMPORTAMIENTO DEL CAMPO ELECTRICO

Este modelo puede explicar los siguientes hechos

ESQUEMA DEL ARREGLO EXPERIMENTAL PARA OBSERVAR LA DISPERSIÓN DE PARTÍCULAS (α).

Partículas α dispersadas

Lámina de oro

Colimadores

Fuente de partículas α

Se observa el comportamiento de las partículas α que realizan colisiones con átomos de una lamina muy delgada de oro.

A raíz de los resultados obtenidos del experimento de dispersión de partículas α, propone un nuevo modelo; donde el átomo esta formado por un pequeño núcleo de materia donde se encuentra concentrada la carga positiva y la mayor parte de su masa y a cierta distancia de el los electrones, tal que la carga neta del átomo es neutra.

R

Electrones

Limite de átomo

R

E

r

ESQUEMA DE ATOMO DE RUTHERFORD

COMPORTAMIENTO DEL CAMPO ELECTRICO

Vacio

Con este nuevo modelo y los resultados experimentales de la dispersión de partículas α se obtuvo nueva información acerca de los átomos.

NUCLEO

• Cargas positivas

(protones)• Carga total es

(Ze)

• (Z) Numero de cargas positivas llamado NUMERO ATÓMICO

El modelo parecía ser correcto y resulto no serlo; de acuerdo a la mecánica clásica, el sistema ELECTRÓN-NÚCLEO solo será estable si los electrones giran alrededor del núcleo describiendo orbitas circulares (elípticas).

No explica la estabilidad de

la materia

A pesar que el modelo de Rutherford no era de todo correcto la dispersión de las partículas sigue siendo valida hoy día.

Tanto el núcleo como la partícula α se pueden considerar como cuerpos puntuales.

El proceso de la dispersión de partículas α por el núcleo solo interviene la fuerza electrostática de repulsión.

El núcleo es tan pesado comparado con la partícula α que se le puede considerar en reposo durante la interacción.

La asíntotas forman un ángulo llamado ÁNGULO DE DISPERSIÓN.

b

ϴα

α

N

TRAYECTORIA DE UNA PARTICULA α

DISPERSADA POR UN NÚCLEO ATÓMICO

Cot (ϴ/2)= 4πε0Kb Ze2

α = Partículab = Parámetro de impactoK = Energía Cinética de la partículaZ = Numero atómico del núcleo

Dispersión de una partícula α por un núcleo cuando el parámetro de impacto es cero.

K= qαqN r0= qαqN

4πε0r0 4πε0K

r0 NqNK

α

qα´

Las cargas eléctricas de la partícula α y el núcleo son respectivamente 2e y Ze:

r0= 2*9*109e2Z/K

=4.6*10-28Z/K

Usando el segundo postulado de Planck “un oscilador sólo emite energía cuando pasa de un estado de mayor energía a otro de menor energía”. Consideraba que la frecuencia del movimiento circular del electrón alrededor del núcleo era análoga a la frecuencia del oscilador de Planck.

ÁTOMO DE HIDRÓGENO

MOMENTO LINEAL P=m*V

MOMENTO ANGULAR L=R*m*V

4. Cuando el electrón realiza una transición de un estado estacionario de energía Ei a otro de energía Ef emite (o absorbe) radiación electromagnética.

FcFern

+Ze

V

-e,mV= Ei –Ef = ΔE h h

ET = Ec + Ep

h= h 2π

h barra

+

Ec = ½ m*V2

Niveles

F=m*a

ac= V2

R

m* V2 = 1 * e2

R 4πE0 R2 V= 2e2

4πE0mR

1/2

rn= 4πE0h2n2 = a0n2

mZe2 Z n=1,2,…

Energ

ía

Energía de enlace

Energía de excitación

n=∞

n=K

n=1

En

erg

ía d

e io

niz

aci

ón

E∞=0

Eh= Estado excitado

E1= Estado base o fundamental

Niveles de energía y algunas energías importantes

1 = mZ2e4 1 _ 1Δ 8e0h3C nf ni

2 2 2