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MODELOS ATÓMICOS DE LA
MATERIA
NM1
Profesor: Oscar Cifuentes Sanhueza
Química y CCNN
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.
Ideas atomísticas de Demócrito
Historia: modelos atómicos
Puede decirse que la química nace como ciencia a finales del siglo XVIII y principios del XIX, con la formulación por Lavoisier, Proust y Dalton, tras la experimentación cuantitativa de numerosos procesos químicos, de las leyes clásicas de la química:
LEYES CLASICAS DE LA QUIMICA
En el siglo XVIII, Antoine Lavoisier, considerado el
padre de la química moderna, estableció la Ley de
la conservación de la masa, formulada en su
libro "Elementos químicos" (1789). En ella se dice
que no se produce un cambio apreciable de la masa
en las reacciones químicas.
LEYES CLASICAS DE LA QUIMICA
Ley de la conservación de la masa
En una reacción Química existen reactivos y productos
Los reactivos reaccionan para dar
origen a los productos
Los productos se presentan en la
misma cantidad de acuerdo a los reactivos
LEYES CLASICAS DE LA QUIMICA
2. Ley de la composición definida o constante, establecida en 1801 por el químico francés Joseph Proust, establece que un compuesto contiene siempre los mismos elementos en la misma proporción de masas.
Expresada de otra manera, cuando dos elementos se combinan para dar un determinado compuesto lo hacen siempre en la misma relación de masas.
Cuando dos elementos se
combinan para dar un
determinado compuesto lo
hacen siempre en la misma relación
de masas.
Siempre que tengamos estas combinaciones, obtendremos los
mismos productos.
LEYES CLASICAS DE LA QUIMICA
3. La ley de las proporciones múltiples. Formulada por el propio Dalton, se aplica a dos elementos que forman más de un compuesto: Establece que las masas del primer elemento que se combinan con una masa fija del segundo elemento, están en una relación de números enteros sencillos.
La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría atómica, para explicar las leyes de la Quimica, es la de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico.
1808 John Dalton
Ya vimos las leyes clásicas de la Química, ahora
estudiaremos algunos descubrimientos fundamentales
que respaldan la existencia del átomo y su estructura
En 1808, Dalton publicó sus ideas sobre el modelo atómico de la materia Los principios fundamentales de esta teoría son:
1. La materia está formada por minúsculas partículas indivisibles llamadas átomos.
2. Hay distintas clases de átomos que se distinguen por su masa y sus propiedades. Todos los átomos de un elemento poseen las mismas propiedades químicas. Los átomos de elementos distintos tienen propiedades diferentes.
3.Los compuestos se forman al combinarse los átomos de dos o más elementos en proporciones fijas y sencillas. De modo que en un compuesto los átomos de cada tipo están en una relación de números enteros o fracciones sencillas.
4.En las reacciones químicas, los átomos se intercambian de una a otra sustancia, pero ningún átomo de un elemento desaparece ni se transforma en un átomo de otro elemento.
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.
TUBO DE RAYOS CATÓDICOS
PROPIEDADES DE LOS RAYOS
CATÓDICOS
DESCUBRIMIENTO DE LA
RADIACTIVIDAD
Becquerel descubre la radiactividad Los Esposos Curie descubrieron otros dos elementos radiactivos: el polonio y el radio.
EMISONES DE ELEMENTOS
RADIACTIVOS
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.
Rutherford y sus colaboradores bombardearon una fina lámina de
oro con partículas alfa (núcleos de helio). Observaban, mediante una
pantalla fluorescente, en qué medida eran dispersadas las partículas.
La mayoría de ellas atravesaba la lámina metálica sin cambiar de dirección; sin embargo, unas pocas eran reflejadas hacia atrás con ángulos pequeños.
Éste era un resultado completamente inesperado, incompatible con el modelo de átomo macizo existente. Rutherford demostró que la dispersión era causada por un pequeño núcleo cargado positivamente, situado en el centro del átomo de oro. De esta forma dedujo que la mayor parte del átomo es espacio vacío
Observe que solo
cuando el rayo choca con el núcleo
del átomo hay desviación.
Rayos Canales
Eugen Goldstein
Protones
El neutrón
+
Descubierto por Chadwick al bombardear átomos de berilio con partículas alfa.
FUSIÓN NUCLEAR
FISIÓN NUCLEAR
REACTOR NUCLEAR
RAYOS X
Roentgen
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 DE BOHR
En el siglo XVII, Isaac Newton demostró que la luz blanca visible procedente del sol puede descomponerse en sus diferentes colores mediante un prisma.
El espectro que se obtiene es continuo; contiene
todas las longitudes de onda desde el rojo al violeta, es decir, entre unos 400 y 700 nm (1 nm -nanómetro- = 10-9 m). En cambio la luz emitida por un gas incandescente no es blanca sino coloreada y el espectro que se obtiene al hacerla pasar a través de un prisma es bastante diferente.
Es un espectro discontinuo que consta de líneas o rayas emitidas a longitudes de onda específicas. Cada elemento (es decir cada tipo de átomos) posee un espectro característico que puede utilizarse para identificarlo. Por ejemplo, en el del sodio, hay dos líneas intensas en la región amarilla a 589 nm y 589,6 nm.
Uno de los espectros atómicos más sencillos, y que más importancia tuvo desde un punto de vista teórico, es el del hidrógeno. Cuando los átomos de gas hidrógeno absorben energía por medio de una descarga de alto voltaje, emiten radiaciones que dan lugar a 5 líneas en la región visible del espectro:
El modelo atómico de Rutherford no podía
explicar estas emisiones discretas de radiación por los átomos.
http://blog.educastur.es/eureka/2%C2%BA-bac-quim/estructura-de-la-materia/
Ya vimos las leyes clásicas de la Química, algunos
descubrimientos fundamentales que respaldan la existencia
del átomo , ahora introduzcámonos en la estructura
del átomo .
Un átomo es una entidad esférica ,
eléctricamente neutra , compuesta de un
núcleo central cargado
positivamente rodeado por uno o mas electrones con
carga negativa.
Una nube de electrones con carga negativa moviéndose
rápidamente ocupando casi todo el
volumen del átomo
ESTRUCTURA DEL ATOMO
Cada elemento químico está constituido por átomos.
Cada átomo está formado por un núcleo central y 1 o más capas de electrones.
Dentro del núcleo residen partículas subatómicas:
protones (de carga +) y
neutrones (partículas del mismo peso, pero sin carga).
ESTRUCTURA DEL ATOMO
NUCLEO
PROTONES
NEUTRONES
ELECTRONES
Los átomos grandes albergan a varias órbitas o capas de electrones.
el orbital más externo se llama la capa de valencia, porque determina cuantos enlaces puede formar un átomo
Los electrones giran alrededor del núcleo en regiones del espacio denominadas órbitas.
PARTÍCULAS FUNDAMENTALES DEL ÁTOMO
e-
P+
n0
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.
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.
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.
SIMBOLO DEL ELEMENTO
NUMERO ATOMICO
NUMERO MASICO
E A
Z
NUMERO ATOMICO
NUMERO MASICO
La suma del número de protones + neutrones
Número que es
igual al número total de protones en el
núcleo del átomo. Es característico de cada
elemento químico y representa una
propiedad fundamental del átomo:
su carga nuclear.
E A
Z
Conceptos importantes
Número Másico (A): Corresponde a la suma de los protones
más los neutrones del núcleo
A = P + N
Número Atómico (Z) : Representa al número de protones del
átomo.
Z = P
195
78 Pt
14
7 N3-
207
82 Pb2+
36
… Ar
18
….
92 U
143
….
…. Pd2+
44
60
http://laclasedeciencias.blogspot.com/2008/1
0/tomos-e-iones-nmero-atmico-y-nmero.html
DATOS DESDE LA TABLA PERIÓDICA
En la tabla periódica encontramos esta información para cada elemento
Los elementos se ubican en orden creciente de su numero atómico en
la tabla periódica
El elemento de número atómico = 79 es
¿En que grupo está el elemento?
Au = oro
Está en el grupo IB por tanto es un metal
de transición
¿En que periodo está el elemento?
1
2
3
4
5
6
7
Está en el periodo 6 , por tanto tiene 6 electrones en su
ultima capa
DESARROLLE EL SIGUIENTE EJERCICIO
Si 28
14
Numero atómico
Numero de masa
Cantidad de electrones
Neutrones
En que grupo y periodo esta el elemento
Encuentre
ISOTOPOS
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.
Veamos un ejemplo
Todos los átomos de Carbono tienen 6
protones en el núcleo (Z=6), pero solo:
El 98.89% de carbono natural tiene 6
neutrones en el núcleo A=12
Un 1.11% tiene 7 neutrones en el núcleo
A= 13.
Una cantidad aun menor 0.01% tiene 8
Neutrones A= 14
Todos los átomos de un elemento son idénticos en número atómico pero no en su masa atómica
Número atómico es igual al
número total de protones en el
núcleo del átomo
Masa atómica también peso atómico, es el promedio de
las masa de los isotopos
encontrados naturalmente
de un elemento pesado de
acuerdo con su abundancia
Los isotopos de un elemento son átomos que tienen diferente número de neutrones y por tanto una masa atómica diferente.
ISOTOPOS DEL HIDROGENO
El número de neutrones
puede variar, lo que da lugar a isótopos con el
mismo comportamiento
químico pero distinta masa. El hidrógeno siempre tiene
un protón en su núcleo, cuya carga está
equilibrada por un electrón.
ISÓBAROS
Son átomos de diferentes elementos que presentan igual número másico y distinto número atómico.
ISÓTONOS
Se refiere a los átomos que coinciden en el número de neutrones.
ISOELECTRÓNICOS
Son especies químicas que coinciden en el número de electrones.
Símbolo de un elemento: Se utiliza para designar a un elemento que es diferente a otro, y en general representa el nombre del este en latín o en ingles por ejemplo:
HEMOS ESTUDIADO EL ATOMO , AHORA ENCONTREMOS UTILIZANDO LO APRENDIDO LA FORMULA Y PESO MOLECULAR
DE UN COMPUESTO
Previo a ello recordemos
Carbono - C viene
del latín carbo, ”rescoldo”
Mercurio - Hg , se
nombra por el planeta , pero su símbolo revela su nombre original
hidragyrun.
El Hidrógeno se basa
en una acción química ,del griego hidros=agua y genes generador
Cloro del griego
chloros= amarilli verdoso
DUALIDAD ONDA PARTÍCULA
En esta imagen, el esquiador
ha sido capturado en un
punto fijo, es decir, hay una
precisión en su posición, sin
embargo, no se distingue si
la velocidad a la que se
desplaza es alta o no
En esta imagen, en cambio,
es difícil observar al
esquiador, pues su posición
es imprecisa, sin embargo,
podemos notar que la
velocidad a la que se
desplaza es alta.
Principio de incertidumbre, en el cuál se postula
que “es imposible determinar con la misma
exactitud la posición y la velocidad de un electrón”
BIBLIOGRAFIA
http://www.slideshare.net/pacheco/estructura-del-atomo
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/estructura.htm
Martin Silberberg , Química General
Brown , LeMay, Bursten Química la Ciencia Central
