Teoriaatomica[1]

Unidad 3Unidad 3

Estructura Atómica

Colegio Andrés Bello Chgte. 2010Prof. Ingrid Toledo Moreno.

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MateriaMateria

ÁtomoÁtomo

CompuestoCompuesto ElementoElemento

DaltonDalton

NúcleoNúcleo CortezaCorteza

ElectronesElectrones

NegativaNegativa

ProtónProtón NeutrónNeutrón

PositivaPositiva NegativaNegativa

ThomsonThomson

RutherfordRutherford

BohrBohr

Mecano Mecano cuánticocuántico

¿Constitución de la materia?¿Constitución de la materia?

• La comprensión de su composición se remonta a tiempos antiguos y

• Para su explicación, existen distintas teorías.

Teoría Atómica

Comienza



Edad AntiguaEdad Antigua

• 500 años A.C. cuando Demócrito y Leucipo funda la escuela atomista, en la que sostenían que la materia era finita, discontinua, indivisible formada por una partícula común a la que llamaron ÁTOMO.

ÁTOMO

Sin División


Teoría de los 4 elementosTeoría de los 4 elementos

• Las ideas de Demócrito y Leucipo fueron desestimadas por Aristóteles, que sostenía que la materia era continua formada por 4 elementos: Agua, aire, tierra y fuego


…………2400 años después2400 años después

• Evidencias experimentales y el desarrollo natural del conocimiento (cambio de mentalidad de una forma filosófica a otra científica) llevaron a proponer en 1808 al inglés John Dalton su teoría atómica

Modelo Atómico de DaltonModelo Atómico de Dalton

• Representa al átomo como una esfera compacta indivisible e indestructible.

PostuladosPostulados

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.

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.

ObservacionesObservaciones

• El 1º postulado ya no se ajusta a la realidad por el descubrimiento de las partículas subatómicaspartículas subatómicas: electrón, protón y neutrón.

• El 2º postulado ya no se cumple con el descubrimiento de los isótopos e isóbarosisótopos e isóbaros respectivamente.

• El único postulado que aun permanece es que los átomos se combinan en relaciones enteras sencillas formando compuestos.



Descubrimiento de los rayos Descubrimiento de los rayos catódicoscatódicos

• Posteriormente Michael Faraday al realizar estudios con la ELECTRICIDAD considera que la materia debe ser de naturaleza eléctrica.

• Esto fue demostrado por William Crookes en 1850 al realizar estudios en tubos de descarga descubriendo los rayos catódicos.

• Se propagan en línea recta.

• Atraviesan láminas de espesores pequeños.

Rayos CatódicosRayos Catódicos



Descubrimiento del electrónDescubrimiento del electrón

• En 1897, Joseph Thomson ideó una serie de experiencias con los rayos catódicos, concluyendo que estos rayos al ser afectados por un campo eléctrico y uno magnético, que se dirigían al ánodo (+) debían ser partículas con carga negativa, las que posteriormente se les llamó electroneselectrones.

Modelo atómico de ThomsonModelo atómico de Thomson

• Representa al átomo como una especie de esfera homogénea de electricidad positiva, en donde se encuentran distribuidos los electrones.

• Su modelo lo asemeja a un budín de pasas.

• El átomo que representa éste modelo es un átomo estacionario por la inmovilidad de los electrones.



• En 1909 Robert Millikan determinó la carga del electrón 1,6x10-19 (c).

• Con la combinación de los experimentos de Thomson y Millikan fue posible la determinación de la masa del electrón 9,09x10-20 g.



Descubrimiento del protónDescubrimiento del protón

• En 1886 Eugene Goldstein al trabajar con un tubo de descarga de cátodo perforado, observó otro tipo de rayos que precedían del ánodo (+).

• Estos rayos atravesaban las perforaciones del cátodo y por ellos se les llamó rayos canales.

• Goldstein postuló que estos rayos estaban compuestos por partículas positivas, las que posteriormente se les llamó protones.



• Los descubrimientos del electrón y del protón revelaron que el átomo tendría una estructura compuesta, que contiene e- y p+ en igual número para hacer un todo eléctricamente neutro.


A fines del s. XIX

• En 1895 Wilhelm Roentgen, estudiando los rayos catódicos descubre los rayos X.


Descubriendo la radiactividadDescubriendo la radiactividad

• Pocos meses después del descubrimiento de los rayos X, el físico Henry Becquerel estudiando la fluorescencia emitida por un mineral de Uranio (plechblenda) descubrió casualmente la RADIACTIVIDAD.

¿RADIACTIVIDAD?¿RADIACTIVIDAD?

• Propiedad de algunos átomos de ciertos elementos a desintegrar espontáneamente su núcleo generando átomos y partículas.

• Dicha propiedad siguió siendo estudiada por Marie y Pierre Curie, quienes aportaron descubriendo nuevos elementos radiactivos: Radio (Ra) y Polonio (Po).

• El conocimiento de las emisiones radiactivas sirvió para postular un nuevo modelo atómico.



Emisiones RadiactivasEmisiones Radiactivas


Descubrimiento del núcleo atómicoDescubrimiento del núcleo atómico

• En 1911 Ernest Rutherford y sus colaboradores utilizando un haz de partículas α lo llevan s establecer su propio modelo atómico de la materia.


ExperimentoExperimento

ResultadosResultados

• La mayoría de las partículas α atravesaban la lámina de oro.

• Algunas partículas eran desviadas (1 de 1.000.000).

• Sólo una pequeña fracción de las partículas era fuertemente repelida por la lámina de oro e invertía su trayectoria.

Modelo atómico de RutherfordModelo atómico de Rutherford

• El átomo está constituido por un núcleo central que es la región donde se encuentran las cargas (+) y alrededor se encuentran los electrones.

• El e- se encuentra girando alrededor el núcleo, describiendo órbitas circulares.

• Este modelo se asemeja a un sistema planetario en miniatura.


Error de RutherfordError de Rutherford

• Según la física clásica un cuerpo cargado eléctricamente al estar en movimiento este emite energía, por lo tanto, el electrón perderá energía y caería hacia el núcleo con una trayectoria en espiral.



• En 1913 Niels Bohr propone una mejora al modelo de Rutherford, basándose en la Teoría Cuántica de la Radiación Electromagnética dada a concer por Max Planck.


Modelo atómico de BohrModelo atómico de Bohr

• Su modelo está hecho en base al átomo de hidrógeno y se fundamenta en los siguientes postulados.

1. El átomo de hidrógeno consta de un núcleo (+) y a su alrededor gira en forma circular el electrón.


Modelo atómico de BohrModelo atómico de Bohr

2. El electrón solo gira en determinadas órbitas radios definidos, llamados niveles niveles cuantificados de cuantificados de energía.energía.



Modelo atómico de BohrModelo atómico de Bohr3. Mientras los electrones permanezcan en un mismo

nivel de energía (estado estacionario) no ganan ni pierden energía. Un electrón puede cambiar de un nivel de a otro ganando o perdiendo energía.ganando o perdiendo energía.



• A partir de 1925 el modelo atómico de Bohr fue objeto a sucesivas modificaciones hasta formular el actual modelo atómico, que es un modelo matemático – probabilístico que explica el comportamiento del electrón.

Modelo atómico Mecano Modelo atómico Mecano CuánticoCuántico

• Este modelo está basado en los siguientes principios:

1. Louis de Broglie propuso que el electrón tendría propiedades ondulatorias y de ondulatorias y de partícula.partícula.



2. Werner Heisenberg formula el principio de incertidumbre, que establece que es imposible determinar simultáneamente la posición y velocidad exacta del electrón.




3. Erwin Schrodinger propone una ecuación que da la posición más probable del electrón en su giro en torno al núcleo.



• Según este modelo el electrón no se circunscribe a una órbita fija, sino a una zona llamada orbitalorbital, dentro de la cual existe una alta probabilidad de encontrar al electrón.

• Estos orbitales se agrupan en los distintos niveles de energía.

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