ACTIVIDAD EXTRACLASE 2 VALOR 20 %

INSTRUCCIONES. Desarrolla la lectura del siguiente material y posteriormente lo que se te pide.

ESTRUCTURA ATOMICA

¿Qué es un átomo?

Ya en el 400 a.C el ser humano se cuestionaba sobre la estructura de la materia y sobre cuáles eran los bloques fundamentales invisibles que componían todo lo macroscópico que nos rodea. Por aquellos años, un filosofo griego, Demócrito, llego a la conclusión de que toda la materia debía de estar compuesta por partículas elementales (es decir indivisibles) que llamo átomos (“átomo” deriva de la palabra griega que significa indivisible). Si bien su brillante intuición fue abandonada por mas de 2000 años, en el 1700, los científicos comenzaron a darse cuenta de que el concepto de átomo dado por Demócrito explicaba varios fenómenos químicos.

Los avances tecnológicos del 1800, permitieron a Dalton demostrar que lo que había planteado Demócrito, tenia fundamento científico, si bien con algunas correcciones. El factor más importante es que las afirmaciones de Dalton estaban basadas en los resultados (experimentales y reproducibles) de las medidas efectuadas por varios científicos. Si bien las tecnologías empleadas en aquella época no permitían profundizar el conocimiento de estas “misteriosas” partículas llamadas “átomos”, Dalton construyó las bases de la teoría atómica moderna.

Hoy en día sabemos que un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que mantiene sus características químicas después de las transformaciones físicas y químicas.

También sabemos que el átomo no es indivisible, ni tampoco una partícula fundamental. La estructura atómica está construída por partículas subatómicas que para nuestros estudios de química consideraremos fundamentales (existen partículas más pequeñas que conforman las 3 que los químicos consideramos fundamentales, pero que son de interés físico)

Un átomo esta formado por un núcleo, formado por protones (partículas cargadas positivamente) y neutrones (partículas sin carga eléctrica) que dan estabilidad al núcleo reduciendo el efecto repulsivo entre los protones (cargas iguales “++” se repelen).

Alrededor del núcleo “giran” en diferentes niveles energéticos los electrones. Dado que el átomo es eléctricamente neutro, sabiendo que el protón es positivo, podemos deducir que el electrón es negativo y están presentes en igual cantidad que los protones. Es importante recordar esto, porque en la tabla periódica el numero atómico representa los números de protones, de los cuales se puede deducir el numero de electrones.

Los electrones se encuentran en zonas que se llaman orbitales, que son el lugar en donde existe mayor probabilidad de encontrar un electrón. Profundizaremos este concepto de configuración electrónica más adelante.

¿Y cómo se llegó a saber todo lo apenas mencionado? ¿Cómo se sabe que hay electrones en un átomo y que son negativos?

A inicios del 1800, diferentes experimentos evidenciaron que al hacer pasar una corriente eléctrica a través de un compuesto, este se descompone. De este resultado experimental se puede deducir que los elementos de un compuesto químico se mantienen unidos por fuerzas eléctricas.

Sucesivamente, la demostración de la existencia de los electrones fue proporcionada por los experimentos realizados con el tubo a rayos catódicos. El genial experimento consiste en un tubo de vidrio, lleno de gas mantenido a baja presión. A cada extremo del tubo fueron colocados dos electrodos: uno positivo (ánodo) detrás del cual fue instalada una pantalla fosforescente (o pantalla centellante) y uno negativo (cátodo).

Aplicando una diferencia de potencial entre los electrodos se observó que el rayo producido generaba una sombra justo detrás del ánodo. Esto demostró cual era la dirección del rayo catódico.

Se llama catódico porque las partículas desprendidas viajan desde el cátodo al ánodo. Para demostrar que este rayo de partículas era negativo, externamente al tubo se aplicaron 2 placas metálicas cargadas eléctricamente y se observó que la desviación del rayo catódico era propia de las partículas eléctricamente negativas.

Quedaba por investigar si estas partículas poseen una masa, con tal fin, se colocó en la trayectoria del rayo, una rueda de paletas. Se observó que cuando el rayo la golpeaba, esta se movía, por lo que se dedujo que el electrón, además de poseer carga eléctrica negativa, tiene una masa.

Posteriormente, analizando los resultados, Thomson determinó la relación masa/carga, pero eran necesarios otros experimentos para determinar uno de los dos factores para poder calcular el

otro. Robert Milikan en el 1909 con el experimento de la gota de aceite pudo determinar la masa del electrón. La masa del electrón es de 9,109 x 10-28 gramos, es decir 1/1836 la masa del átomo de hidrógeno.

El protón fue descubierto con un procedimiento similar al del rayo catódico. En esta ocasión al cátodo se le hacían pequeños orificios. En dirección contraria a los electrones, migraban los iones del gas que rellenaba el tubo. De este experimento se concluyó que existen partículas con carga opuesta a la del electrón y con masa 1836 veces más grande respecto a la partícula negativa.

El neutrón fue descubierto en el 1932, bombardeando con partículas alfa algunas muestras de berilio. En esta experiencia se observó que se desprendían partículas de masa apenas superior a la del protón, pero sin carga eléctrica. Esto lo realizo James Chadwick.

Explicación del experimento de las gotas de aceite.

¿Cómo fue descubierta la masa y la carga del electrón?

En un recipiente cilíndrico, se instalaron 2 placas metálicas, una en el fondo, cargada negativamente y una un poco más abajo del borde superior, cargada positivamente. Se nebuliza el aceite sobre la capa superior, que posee un orificio al centro. A través del orificio caen gotas de aceite que son bombardeadas con rayos X, cuya función es la de cargar negativamente las gotas. Sucesivamente se aplica una diferencia de potencial entre las placas y con la justa calibración, aprovechando de los fenómenos de atracción y repulsión, se logra vencer la fuerza de gravedad y se logra inmovilizar la gota que queda “suspendida” justo delante de un microscopio que permite efectuar las mediciones necesarias para calcular la carga eléctrica presente en la gota, conociendo la masa y la diferencia de potencial aplicada. Milikan notó que las cargas medidas eran múltiplo de un mismo numero, y concluyó que la carga más pequeña era la carga de un electrón. Utilizando la relación carga/masa (1,75882 x 108 C) se pudo calcular la masa del electrón.

POSTULADOS DE LA TEORIA ATOMICA DE DALTON

Este científico fue considerado como el padre de la teoría atómica moderna.

MODELO DE DALTON DE LA BOLA DE BILLAR

TEORIA ATOMICA DE THOMSON

Thomson había propuesto una estructura donde el átomo era una masa de cargas positivas en la cual estaban distribuidos los electrones, lo más alejados posible unos de otros. A este modelo se le dió el nombre de “ budín de pasas” por su similitud con el mismo.

TEORIA ATOMICA DE RUTHERFORD

. El modelo de Thomson presentaba un átomo estático y macizo. El modelo planteado por Rutherford sugiere que la carga positiva del átomo está concentrada en un núcleo estacionario de gran masa, mientras que los electrones negativos se mueven en órbitas alrededor del núcleo, ligadas por la atracción eléctrica entre cargas opuestas

Para Ernest Rutherford, el átomo era un sistema planetario de electrones girando alrededor de un núcleo atómico pesado y con carga eléctrica positiva.

El modelo atómico de Rutherford puede resumirse de la siguiente manera:

1. El átomo posee un núcleo central pequeño, con carga eléctrica positiva, que contiene casi toda la masa del átomo.

1. Los electrones giran a grandes distancias alrededor del núcleo en órbitas circulares.2. La suma de las cargas eléctricas negativas de los electrones debe ser igual a la carga positiva

del núcleo, ya que el átomo es eléctricamente neutro.

MODELO ATOMICO DE NIELS BOHR

PRINCIPIOS QUE SE APLICAN EN LA ESTRUCTURA ATOMICA MODERNA

TEORIA CUANTICA DE MAX PLANCK

INSTRUCCIONES> Apoyándote en las lecturas realizadas sobre la estructura atómica y otras fuentes como el internet o videos, complementa la siguiente tabla.

TABLA DE LOS MODELOS ATOMICOS

Nombre del modelo

Nombre que recibe este modelo

En qué fecha Define su modelo como Su imagen o retrato es

JOHN DALTON Bola de billar

JJ THOMSON

PERRIN

ERNEST RUTHERFORD

NIELS BOHR

SCHORODINGER

SOMMERFELD

JORDAN DIRAC

ACTIVIDAD 2

CAJA MAGICA ATOMICA

Instrucciones> lee detenidamente las siguiente información que se te da en relación a la teoría atómica y relaciona los números con las letras. Escribe la respuesta en la caja mágica en la parte superior.

A B C D E F

G H I J K L

M N N O P Q

R S T U V W

X Y Z AA BB CC

A. Principio de Heisenberg 0.Forma de orbitales.B. Modelo de Schorodinger P.Max PlanckC. James Chadwick Q.Niveles de energía.D. Principio de Broglie R.Modelo de RutherfordE. John Dalton S. Modelo de SommerfeldF. Numero cuántico spin T. Modelo de ThomsonG. Leucipo y Demócrito U. Subniveles de energía.H. Partículas atómicas V. Ernest RutherfordI. Principio de Paulli W.2,8,18.32J. Átomo X.Principio de HundK. Modelo de Jordan Dirac Y. Números cuánticosL. Modelo de Dalton Z. Modelo de BohrM. Millikan AA. Rayos catódicosN. Numero cuántico principal BB. Cuantos

N.Neutra. CC.Modelo de Perrin

1. Establece que dos electrones del mismo átomo no pueden tener los mismos 4 números cuánticos.

2. Nos indica los niveles de energía del átomo.

3. Los elementos están formados por partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas átomos

4. Dualidad materia. Y luz

5. s,p,d,f

6. El átomo es un sistema planetario de electrones girando alrededor del núcleo.

7. Filósofos griegos que introdujeron el término átomo.

8. Modelo basado en el desarrollo del modelo de Schorodinger y principio de Heisenberg

9. Creador del experimento de la gota de aceite para medir la masa del electrón.

10. Científico creador de la teoría cuántica.

11. Científico que descubrió el protón.

12. Modelo que introduce el concepto de subniveles de energía para explicar la ubicación de los electrones.

13. Modifico el modelo de Thomson, diciendo que las cargas negativas son externas al budín.

14. Esféricos, mancuerna y doble mancuerna o cacahuate.

15. Establece que es imposible saber la posición de un electrón en un átomo y su velocidad…

16. Establece que los electrones se comportan como ondas estacionarias que se distribuyen en el espacio según la función de onda.

17. Descubrió al neutrón.

18, Modelo del budín de pasas.

19. Numero que nos indica el sentido de giro del electrón.

20. Cuando los electrones penetran en un nivel de valores dados n,l,s mantienen el mismo signo.

21. Es la carga que tiene el átomo.

22. Científico que construyo las bases de la teoría atómica moderna,

23. n,l,m,s

24. Partícula más pequeña de un elemento que mantiene sus características químicas después de las transformaciones,

25. Establece que los electrones giran en orbitas circulares definidas.

26. Protón, neutrón, electrón

27. Experimento mediante el cual se descubrieron los electrones.

28. El átomo presenta siete.29.

29. Son pequeñas unidades de energía que emiten o absorben según Planck

30. Es el numero de electrones que aceptan los niveles de energía 1,2,3,4