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Elaborado por : Lina Maria Brito Blandon

los modelos atomicos

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Modelos atomicos

Las primeras teorías atomistas (II)

Modelo atomico de Thomson

Actividad #1

Las primeras teorías atomistas (I)

Descubrimiento del electron

Teoría atomica de Dalton

El átomo a través de la historia

Índice

Los griegos fueron unos grandes pensadores que discutían profundamente el origen y la estructura de la materia. Anaxágoras de clazomene discutia con sus discípulos el concepto de “spermata”, según él partículas diminutas de diferente color, forma y olor que se mueven y organizan todo lo existente gracias a una inteligencia y un espíritu. Empédocles perfeccionaría y divulgaría la idea de que tierra, aire, agua y fuego son “elementos” que bajo la acción de fuerzas divinas, (una atractiva y otra repulsiva), se combinan, unen y separan para formar toda sustancia existente bajo los “principios” caliente, húmedo, seco y frío.

El átomo a través de la historia

LEUCIPO DEMOCRITO

En el siglo V a.C., Leucipo pensaba que sólo había un tipo de materia. Sostenía, además, que si dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas, acabaríamos encontrando una porción que no se podría seguir dividiendo. Un discípulo suyo, Demócrito, bautizó a estas partes indivisibles de materia con el nombre de átomos, término que en griego significa “que no se puede dividir”. Los atomistas pensaban que: - Todo está hecho de átomos. Si dividimos una sustancia muchas veces, llegaremos a ellos. - Las propiedades de la materia varían según como se agrupen los átomos. - Los átomos no pueden verse porque son muy pequeños.

Las primeras teorías atomistas (I)

El átomo a través de la historia

EJERCICIOS INTERACTIVOS

Aristóteles rechazó la teoría atomista y estableció que la materia estaba formada por cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego, esta teoría se llamó continuista. Gracias al prestigio que tenía, se mantuvo vigente en el pensamiento de la humanidad durante más de 2000 años. Los continuistas pensaban que: - Los átomos no existen. No hay límite para dividir la materia. - Si las partículas, llamadas átomos, no pueden verse, entonces es que no existen. - Todas las sustancias están formadas por las combinaciones de los 4 elementos básicos: agua, aire, tierra y fuego. m

Las primeras teorías atomistas (II)

Video alquimia

Se conoce con el nombre de Alquimia una etapa de la historia de las ciencias que se inició probablemente en Alejandría (s. I d.C.) y que se caracterizó por la búsqueda de la llamada piedra filosofal y la fuente de la eterna juventud. En ciertos momentos, charlatanería; en otros, seguida por intelectuales de renombre, la Alquimia fue una etapa importante en la historia de la Ciencia, puesto que la combinación de ideas, fantasías y materiales permitió entre otros, describir detallados métodos de preparación del ácido sulfúrico y del nitrato de plata.

La Alquimia, la etapa de misterio reflexión y hermetismo

3.Los compuestos se forman por combinaciones de átomos de diferentes elementos en proporciones fijas y sencillas.

2.Todos los átomos de un mismo elemento químico son iguales en masa y propiedades y diferentes de los átomos de cualquier otro elemento.

1.La materia está formada por átomos, que son partículas indivisibles e indestructibles.

En 1808, John Dalton publicó su teoría atómica, que retomaba las antiguas ideas de Leucipo y Demócrito pero basándose en una serie de experiencias científicas de laboratorio. La teoría atómica de Dalton se basa en los siguientes enunciados:

Teoría atómica de Dalton

Rayos catódicos

Experimento de Thomson

A comienzos del siglo XIX se presentaba la siguiente situación: Existían experiencias de fenómenos que demostraban la naturaleza eléctrica de la materia y que esta podía ganar o perder carga. Por tanto, esas cargas eléctricas debían de estar de alguna forma en el interior de los átomos. Si esto era cierto, la teoría de Dalton era errónea, ya que decía que los átomos eran indivisibles e inalterables. Debido a que no podían verse los átomos, se realizaron experimentos con tubos de descarga o tubos de rayos catódicos y así, de esta manera, se observaron algunos hechos que permitieron descubrir las partículas subatómicas del interior del átomo.

Descubrimiento del electrón

modelos atómicos

EJERCICIOS INTERACTIVOS

Modelo atomico thomson

Al ser tan pequeña la masa de los electrones, el físico Joseph Thomson propuso, en 1904, que la mayor parte de la masa del átomo correspondería a la carga positiva, que ocuparía la mayor parte del volumen atómico. Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones, más o menos como las uvas pasas en un pudin. Este modelo del “pudin de pasas” de Thomson era bastante razonable y fue aceptado durante varios años, ya que explicaba varios fenómenos, por ejemplo los rayos catódicos

Modelo atomico de Thomson

Resuelve en tu cuaderno las siguientes preguntas: 1. Que difererencias encuentras entre la teoría atomista y la continuista2.Explicar la teoría atomica de Dalton. ¿Por qué Dalton asigno a cada elemento un signo distinto? 3.¿Que fenómenos hacian pensar a los científicos de comienzos del siglo XIX que la teoría de Dalton era erronea?. Explicar que son los rayos catóticos y los experimentos de Thomson que le permitieron descubrir los electrones . 4. Explique el modelo atómico de Thomson. Dibújelo. 5.PROFUNDIZA: Consultar sobre la radioactividad.¿Que contribuciones realizaron en este campo: Beccquerel, Pierre y Marie Curie y Rutherford.

actividad #1

1.La mayoría de las partículas alfa atraviesan la lámina de oro sin sufrir ninguna desviación, entonces debía haber espacios vacíos entre los átomos de oro. 2.Una de cada 40,000 partículas alfa se desvían en un ángulo mayor de 90° en la lámina de oro, esto implicaba la existencia de un núcleo con carga positiva que provoca esta desviación. 3.Una de cada 40,000 partículas alfa rebotaban en la lámina de oro, esto implicaba la existencia de un núcleo con carga positiva.

En 1911, E. Rutherford y sus colaboradores bombardearon una fina lámina de oro con partículas alfa (positivas), procedentes de un material radiactivo, a gran velocidad. El experimento permitió observar el siguiente comportamiento en las partículas lanzadas:

Experimento de Rutherford

Experimentos de Rutherford

Modelo de Thomson: De acuerdo con este modelo, en el cual la carga positiva de cada átomo está distribuida de forma homogénea, las partículas positivas que atraviesan la lámina no deberían ser apreciablemente desviadas de su trayectoria inicial. Evidentemente, esto no ocurría. Modelo de Rutherford: La carga positiva está concentrada en un núcleo central, de manera que las partículas positivas que pasan muy cerca de él se desvían bastante de su trayectoria inicial y sólo aquellas pocas que chocan directamente con el núcleo regresan en la dirección de la que proceden. En esta animación se puede observar lo que tenía que haber ocurrido con cada uno de estos modelos, el de Thomson (que dejó de ser válido) y el nuevo propuesto por Rutherford:

Ampliación: Comparación de Modelos atómicos

El comportamiento de las partículas no podía ser explicado con el modelo de Thomson, así que Rutherford lo abandonó y sugirió otro basado en el átomo nuclear.

Eugen Goldstein

En 1886, el físico aleman Eugen Goldstein empleó un tubo de rayos catódicos modificado, que contenía hidrógeno y un cátodo perforado en su interior, observó que aparte de los rayos catódicos (electrones), existía una luminiscen­cia que se alejaba del ánodo (polo positivo) y se dirigían al cátodo ( polo negativo). A este tipo de rayos los denominó rayos anódicos. Goldstein supuso que este tipo de rayos se debía a la presencia de partículas positivas. Descubrió que la relación carga/masa de estos rayos no era constante y depende del gas que contenía el tubo, para explicarlo planteo que las partículas positivas que formaban esos rayos eran diferentes segun el gas encerrado; es decir, no se trataba de particulas subatomicas.

Descubrimiento del proton

En 1918 Rutherford detectó nucleos de hidrógeno al disparar partículas alfa contra un gas de nitrógeno. Independientemente del gas bombardeado siempre aparecian dichos nucleos de hidrogeno; por lo que concluyó que estaban contenidos en los nucleos de los átomos de esos gases. Rutherford determinó que el núcleo del átomo de hidrógeno, elemento más ligero de los elementos conocidos , estaba formada por única carga positiva a la que denominó protón.

¿SABIAS QUE?

Modelo de Rutherford

El Modelo de Rutherford establecía: El átomo tiene un núcleo central en el que están concentradas la carga positiva y prácticamente toda la masa. Además presenta una zona externa o corteza donde se hallan los electrones, que giran alrededor del núcleo. La carga positiva de los protones es compensada con la carga negativa de los electrones, que se hallan fuera del núcleo. El núcleo contiene, por tanto, protones en un número igual al de electrones de la corteza. El átomo estaba formado por un espacio fundamentalmente vacío, ocupado por electrones que giran a gran velocidad alrededor de un núcleo central muy denso y pequeño.

Modelo atomico de Rutherford

¿SABIAS QUE?

El Modelo propuesto por Rutherford tenia ciertas inconsistencias: De acuerdo con la física clásica, toda partícula acelerada, como es el caso de un electrón girando alrededor del núcleo de un átomo, emite energia, en la forma de radiaciones electromagnéticas. En consecuencia, el electron debería perder energía continuamente, hasta terminar precipitándose sobre el nucleo, dando lugar a un colapso atómico.

Inconsistencia del modelo de Rutherford

James Chadwickn

Los neutrones no tienen carga eléctrica

Mediante diversos experimentos se comprobó que la masa de protones y electrones no coincidía con la masa total del átomo; por tanto, el físico E. Rutherford supuso que tenía que haber otro tipo de partícula subatómica en el interior de los átomos. Estas partículas se descubrieron en 1932 por el físico J. Chadwick. Al no tener carga eléctrica recibieron el nombre de neutrones. El hecho de no tener carga eléctrica hizo muy difícil su descubrimiento. Los neutrones son partículas sin carga y de masa algo mayor que la masa de un protón.

El descubrimiento del neutrón

En el siglo XVIII existia una gran controversia sobre la naturaleza de la luz: El fisico ingles Isaac Newton, defendía la naturaleza corpuscular de la luz al considerarla formada por patículas que eran emitidas por fuentes luminosas. El fisico holandés Christian Huygens, defendia la naturaleza ondulatoria de la luz. Esta forma permitía explicar otros fenómenos, como la doble refracción, inabordables por la teoría corpuscular.

Naturaleza dual de la luz

Es la representación de todas las radiaciones electromagnéticas por orden creciente de energiá ( frecuencia), olo que es igual por orden decreciente de longitud de onda.

El espectro electromagnético

La luz blanca posee radiaciones electromagnéticas de todas las frecuencias, cuando un haz de luz blanca atraviesa un prisma las diferentes radiaciones se refractan descomponiéndose en un haz más amplio de diferentes colores y el resultado es el espectro continuo de la luz blanca.

Espectros atómicos

Cuando los metales o sus compuestos, se calientan fuertemente a temperaturas elevadas en una llama muy caliente , la llama adquiere colores brillantes que son característicos de cada metal. Los colores se deben a átomos del metal que han pasado a estados energéticos excitados debido a que absorben energía de la llama; los átomos que han sido excitados pueden perder su exceso de energía por emisión de luz de una longitud de onda característica.

El espectro de emisión y absorción

Espectros de emision y absorción

El espectro de absorción y de emisión son complementarios , ya que su suma proporciona el espectro continuo de la luz blanca.

Modelo de Bohr

Modelo de Bohr y modelo actual

Modelo de Bohr

En el átomo, los electrones se organizan en capas y, en cada capa tendrán una cierta energía, llenando siempre las capas inferiores y después las superiores. En la siguiente animación puede observarse la representación de los átomos de los 12 primeros elementos de la tabla periódica con este modelo:

El físico danés Niels Bohr realizó una serie de estudios de los que dedujo que los electrones de la corteza giran alrededor del núcleo describiendo sólo determinadas órbitas circulares.

Modelo de Bohr

Quienes sentaron las bases del nuevo modelo mecanico cúantico fueron tres científicos: En 1924 Louis de Broglie En 1927 Werner Heisenberg En 1927 Erwin Schrödinger

modelo mecánico-cuántico

Resuelve en tu cuaderno las siguientes preguntas: 1. Explica porque los experimentos de Rutherford demostraron debilidades del modelo de Thomson 2. Realiza un mapa conceptual sobre el modelo de Rutherford y Bohr . 3.Realiza una linea de tiempo donde expliques los aportes de los diferentes científicos que ayudaron a desarrollar el modelo mecánico- cuántico. 4. Consultar sobre el microscopio electrónico y explicar en que se relaciona con la naturaleza ondulatoria del electrón.

actividad #2

1.http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esofisicaquimica/3quincena5/3q5_index.htm

bibliografia