TEMA 4. LOS ÁTOMOS Y SU COMPLEJIDAD

LA MATERIA

¿ES LA MATERIA INDIVISIBLE?

¿Qué ocurriría si dividiéramos una sustancia muchas veces?

En la antigua Grecia, Leucipo y Demócrito pensaban que, si se dividía la materia de forma sucesiva, se obtendría finalmente una porción indivisible a la que llamaron ÁTOMO (“que no se puede cortar”)

LA MATERIA

EXISTEN FENÓMENOS COTIDIANOS QUE INDUCEN A PENSAR QUE LA MATERIA ESTÁ CONSTITUIDA POR PARTÍCULAS:

Si añadimos una gota de tinta a un recipiente con agua, la gota se expande por todo el recipiente

Si añadimos sal a un vaso de agua, toda adquiere sabor salado

LA MATERIA

ESTOS FENÓMENOS SE INTERPRETAN FÁCILMENTE CONSIDERANDO QUE LA MATERIA ESTÁ CONSTITUIDA POR PARTÍCULAS

Estas partículas se distribuyen por todo el recipiente que las contiene

Estas partículas constituyen la materia y son los átomos. Su tamaño es muy pequeño (del orden de 10-10 m) y sólo se pueden ver con microscopios de efecto túnel

LA MATERIA

Átomos de cobre y de hierro vistos con microscopio de efecto túnel

1. LOS MODELOS ATÓMICOS MODELO ATÓMICO DE DALTON (1810) 1ª teoría

atómica

La materia está constituida por átomos Los átomos son indivisibles y no se modifican las reacciones

químicas Los átomos de un mismo elemento químico son iguales y los

de elementos diferentes son diferentes Los compuestos están formados por la unión de átomos de

distintos elementos Cuando dos o más átomos se combinan para formar un

mismo compuesto, lo hacen en una relación de números enteros sencillos

En las reacciones químicas, los átomos no se crean ni se destruyen: sólo cambian su distribución

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

MODELO ATÓMICO DE DALTON (1810)

Dalton sostenía que la materia era continua

Las partículas de las que habla la teoría cinética de la materia son los átomos y moléculas que conforman la materia

1. LOS MODELOS ATÓMICOS THOMSON

EXPERIMENTO:

Realizó descargas eléctricas en gases y demostró que se producían partículas con carga eléctrica negativa, a los que denominó electrones y concluyó que formaban parte del átomo

1. LOS MODELOS ATÓMICOS THOMSON

MODELO: Átomo formado por partículas con carga eléctrica

negativa (electrones), inmersas en un fluido con carga eléctrica positiva, que da como resultado un átomo eléctricamente neutro. El descubrimiento del electrón indica que el átomo no es

indivisible: existen partículas subatómicas Supuso que casi toda la masa del átomo correspondía a la

carga positiva, que debía ocupar la mayor parte del volumen del átomo

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

Los fenómenos eléctricos manifiestan la carga eléctrica de la materia

La carga eléctrica es una magnitud física que, en el S.I., se mide en culombios (C)

Existen dos tipos de carga eléctrica: negativa y positiva

Cargas del mismo signo se repelen y cargas de signo contrario se atraen

Modelo de Thomson tuvo gran aceptación durante un tiempo, pero una serie de experimentos pusieron pronto en duda su validez

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

LA FORMACIÓN DE IONES

Un ión es un átomo que ha ganado o perdido electrones

Cuando un átomo pierde electrones, queda con una carga neta positiva CATIÓN

Cuando un átomo gana electrones, queda con una carga neta negativa ANIÓN

Un átomo que posee igual número de cargas eléctricas positivas y negativas se dice que es NEUTRO

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

RUTHERFORD

EXPERIMENTO:

Rutherford propuso este modelo a partir de su experimento bombardeando partículas alfa sobre una lámina muy delgada de oro la mayoría de las partículas atravesaron las láminas sin desviarse, algunas se desviaron un poco de su dirección y unas pocas rebotaron

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

RUTHERFORD

MODELO: Sitúa la mayor parte de la masa concentrada en una

zona muy pequeña del átomo (donde chocan y rebotan las partículas)

El resto del átomo está prácticamente vacío Los electrones se encuentran alrededor del núcleo

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

LOS NEUTRONES

La masa de los protones y electrones por sí sola no coincidía con la masa total del átomo, por lo que Rutherford supuso que en el núcleo debían existir otras partículas subatómicas a las que llamó neutrones

Posteriormente se descubrió que los neutrones son partículas sin carga eléctrica, con una masa un poco mayor que la de los protones, y que se encuentran junto a estos en el núcleo.

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

MODELO ATÓMICO NUCLEAR

Distingue dos partes en el átomo: núcleo y corteza NÚCLEO: concentra la mayor parte de la masa

Muy pequeño Contiene dos tipos de partículas:

Protones: Con carga eléctrica positiva Neutrones: Eléctricamente neutros

CORTEZA: Zona donde se encuentran los electrones, con carga eléctrica

negativa ÁTOMO ELÉCTRICAMENTE NEUTRO: CONTIENE EL

MISMO NÚMERO DE PROTONES QUE DE ELECTRONES

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

MODELO DE BOHR

No modifica el modelo del núcleo de Rutherford Sí explica cómo se distribuyen los electrones:

Giran alrededor del núcleo en órbitas circulares o capas Cada órbita se caracteriza por un valor energético llamado

“nivel de energía” En cada nivel de energía sólo puede existir un número

limitado de electrones Los electrones pueden absorber energía para saltar a otra

capa que tenga espacio disponible (en este caso, los electrones adquieren energía)

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

MODELO DE BOHR

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

CORTEZA ATÓMICA

OCUPA CASI TODO EL VOLUMEN DEL ÁTOMO SU MASA ES MUY INFERIOR A LA DEL NÚCLEO LOS ELECTRONES ESTÁN DISTRIBUIDOS POR CAPAS.

CADA CAPA ALBERGA UN NÚMERO MÁXIMO DE ELECTRONES

LLENADO DE ORBITALES: SIGUE UN ORDEN DETERMINADO

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

CORTEZA ATÓMICA

Nivel de energía

Subniveles de energía

Nº máx electrones en el subnivel

Nº máximo de electrones en el nivel

Nivel 1 (capa K)

1s 2 2

Nivel 2 (capa L) 2s / 2p 2/6 8

Nivel 3 (capa M)

3s/3p/3d 2/6/10 18

Nivel 4 (capa N)

4s/4p/4d/4f

2/6/10/14 32

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

CORTEZA ATÓMICA: orden de llenado

1. LOS MODELOS ATÓMICOS

MODELO DEL ELECTRÓN DESLOCALIZADO

NUBE DE CARGA: ZONAS DE MÁXIMA PROBABILIDAD DE ENCONTRAR AL

ELECTRÓN

LLENADO DE ORBITALES: SIGUE UN ORDEN DETERMINADO