Modelos atomicos presentación

Presentación

modelos atómicos

Álvaro Aguayo Camiña Alicia Alonso de la Torre Julia Aguayo Agüero

Colegio San José, Física y Química, 25 de Septiembre de 2023

índice

• Introducción (pág 3)
• Línea del tiempo (pág 4)
• Modelo de Demócrito (pág 6)
• Modelo de Dalton (pág 11)
• Modelo de Thomson (pág 17)
• Modelo de Rutherford (pág 23)
• Modelo de Bohr (pág 30)
• Modelo de Sommerfeld
• Modelo de Schrödinger
• Modelo actual
• Conclusión
• Bibliografía

introducción

En está presentación vamos a explicar todos los modelos atómicos que ha habido a lo largo del tiempo, asi como quien fue su creador, que experimento hicieron para llegar hasta ese modelo atómico, que postulaba su teoría y que errores tuvieron a la hora de plantear su modelo.

linea del tiempo

1803

1904

1911

400 A.c.

1913

Bohr

Demócrito

Dalton

Thomson

Rutherford

linea del tiempo

1911

Actual

1926

1803

1913

Rutherford

Bohr

Shrödinger

Sommerfeld

Todos

módelo de demócrito

Fue creada en el 400 a.c .También llamado “Teoría Atómica del Universo” fue creada junto a su mentor, Leucipo, y se considera el primer modelo atómico

demócrito

Demócrito fue un filósofo griego, discípulo de Leucipo, es el principal representante del atomismo, escuela que, ya a finales del llamado periodo cosmológico de la filosofía griega, postuló los átomos como arjé, es decir, como principio constitutivo y originario de la multiplicidad de seres de la naturaleza. Demócrito fue tan famoso en su época como lo serían otros filósofos de la importancia de Platón o de Aristóteles y debió de ser uno de los autores más prolíficos de la Antigüedad.

experimento

En aquella época, los conocimientos no se alcanzaban mediante la experimentación, sino a través del razonamiento lógico. Basándose en la formulación y el debate de ideas Demócrito sabía que si a una piedra la cortas por la mitad, cada mitad tiene las mismas propiedades que la piedra original. Razonaba que si seguías cortando la piedra en trozos cada vez más pequeños, llegarías a un punto tan pequeño que ya no se podría dividir. Tan básico, pero tan difícil de llegar a esta conclusión sólo con el razonamiento.

“Los átomos son indivisibles, son los granos elementales de la vida, que no pueden subdividirse más, y todo se hace de ellos. Se mueven libremente en el espacio, chocando entre sí.” (Demócrito, 400 a.c.)

postulados

1. Los átomos son indivisibles
2. Los átomos son homogéneos
3. Los átomos tienen diferentes formas
4. Los átomos se mueven en el vacío
5. Los átomos son eternos
6. La materia está compuesta por átomos y vacío

problemas de esta teoría

• Debido a la gran influencia de Aristóteles, la teoría de Demócrito tendría que esperar casi 2.000 años antes de ser redescubierta.

• No tiene base experimental sino que se basa en un razonamiento lógico.

• No se consideró la carga eléctrica

• No se consideró la naturaleza ondulatoria de la materia

• No se consideró la existencia de isotopos

• No se consideró la existencia de particulas subatómicas

Modelo Átomico de dálton

John Dalton

Pasaron más de 2.000 años para que otra teoría atómica trascendiera en el mundo científico y esta salió de los estudios de John Dalton (6 de septiembre de 1766 - 27 de julio de 1844), un físico, químico y meteorólogo inglés que propuso inicialmente la teoría atómica moderna y que también es conocido por sus estudios sobre la incapacidad para distinguir colores por el ojo humano, condición conocida como Daltonismo.

modelo atómico

El modelo atómico de Dalton, o también conocido como el modelo de la bola de billar, fue desarrollado entre 1803 y 1808. Basado en las ideas de los Atomistas, presentó un modelo atómico que finalmente tuvo resonancia en los físicos de la épocay es la base de algunas partes de la teoría actual.

experimento

Para empezar, Dalton era un científico y su modelo fue el resultado de las conclusiones de varios experimentos que realizó con gases (estudiando las características de la presión de este estado de la materia, concluyendo que los átomos de los gases deben estar en constante movimiento aleatorio). Con base en los resultados de sus investigaciones, Dalton pudo demostrar que los átomos realmente existen, algo que Demócrito solo había inferido, creando una de las teorías más importantes en la historia de la física moderna. Otros experimentos consistieron en la combinación de elementos para crear moléculas de compuestos, lo que le permitió afirmar que un compuesto determinado siempre está formado por los mismos elementos en las mismas proporciones y siguiendo su “Ley de las Proporciones Múltiples”.

postulados

1. Toda la materia está hecha de átomos
2. Los átomos son indivisibles e indestructibles
3. Todos los átomos de un elemento dado son idénticos.
4. Los átomos de diferentes elementos varían en masa y propiedades.
5. Los compuestos están formados por una combinación de dos o más tipos diferentes de átomos.
6. Una reacción química es una reorganización de átomos.
7. El número y las clases de átomos que contienen las moléculas son iguales al número y tipo de átomos de los productos usados en la reacción química (ley de conservacion de la masa).
8. Al combinar los átomos de dos elementos, solo se pueden combinar de acuerdo a una relación de números enteros como 1:1, 2:1, 2:2, etc. (ley de proporciones multiples).

problemas de esta teoría

• Dalton pensaba que los átomos de todos los elementos permanecían individuales, por lo que no pudo percatarse que en algunos elementos los átomos existen en moléculas como, por ejemplo, el oxígeno puro que existe como O2 (o sea una molécula del mismo elemento con dos átomos de oxígeno).

• También pensó erróneamente que el compuesto más simple entre dos elementos es siempre un átomo de cada uno. Esto lo llevó a concluir que el agua era HO en vez de H2O.

• El rudimentario equipo usado por Dalton también lo llevó a algunas conclusiones equivocadas. Inicialmente dio al oxígeno el valor de 5.5, o sea 5.5 veces más pesado que el átomo de hidrógeno que era la referencia. Años más tarde corrigió sus valores y dio al oxígeno el valor de 7, aún cuando otros científicos contemporáneos daban el valor de 8 al oxígeno.

módelo de thompson

"Una teoría científica es una herramienta y no un credo" (Joseph John Thomson)

Joseph John thomson

Joseph John Thomson (18 de diciembre del año 1856 a 30 de agosto de 1940). Fue un catedratico en la universidad de cambridge. Fue reconocido como caballero de la real corona britanica y condecorado con la Orden del Mérito. Fue el padre de otro modelo atómico el cual es conocido también como «pudín de pasas».

modelo atómico

El modelo atómico de Thomson, o también conocido como el modelo del pudín de pasas, fue desarrollado en 1904. Era conocido como pudín de pasa porque presentaba el átomo como una masa de electricidad positiva, con los electrones negativos esparcidos en él como ciruelas o pasas. Fue el primer modelo en plantear la existencia de partículas subatómicas. En este caso los electrones, los cuales descubrió que eran de carga negativa.

experimentos

Thomson , trabajando con tubos de vacío, fue capaz de mostrar la deflexión de los rayos catódicos en un campo eléctrico. Para aquella época, se aceptó que los rayos catódicos eran corrientes de partículas cargadas negativamente. Fueron tres los experimentos en los que empleó los tubos de rayos catódicos, en primera instancia, demostró que los campos eléctricos eran capaces de generar la desviación de los mismos y entonces experimentó la desviación a partir del efecto combinado de campos eléctricos y magnéticos, lo que se buscaba era evidenciar la relación existente entre la carga y la masa de las partículas, que se mantenía constante a pesar de la alteración del material del cátodo. Siguiendo los mismos estudios y experimentos, en 1897, Thomson, descubriría una nueva partícula, la cual era mil veces más liviana que el hidrógeno, a la mencionada partícula se la denominó como electrón, años antes G. J. Stoney había sugerido el nombre de electrón para la sustancia que producía la electricidad. En su honor los corpúsculos se llamaron electrones.

postulados

• Asume en este modelo que «la masa del pudin» positiva actúa sobre los electrones negativos, manteniéndolos en el átomo solo por fuerzas eléctricas y que el radio de los átomos tendría que ser de un orden de magnitud de 10e-10 m.

• Pudo explicar de forma cualitativa algunos hechos experimentales, entre ellos la electrización por frotamiento y la emisión de luz por los átomos. Aunque en este modelo los electrones ocupan posiciones fijas en el seno de la masa positiva, las acciones exteriores pueden desplazarlos de esas posiciones e, incluso arrancarlos. Así se explicaría la electrización por frotamiento. Por otro lado, al pasar cerca del átomo una carga eléctrica, esta actuará sobre el electrón desplazándolo de su posición de equilibrio. Una vez alejada la carga, el electrón recuperará la posición inicial describiendo un movimiento vibratorio responsable de la emisión de luz.

problemas de esta teoría

• No pudo explicar cómo se mantiene la carga en los electrones dentro del átomo.

• Tampoco pudo explicar la estabilidad de un átomo. La teoría no mencionó nada sobre el núcleo del átomo.

• Mostraba a los electrones incrustados en el núcleo.

Modelo de rutherford

ernest rutherford

sucedio a thomson como catedratico en la universidad de cambridge. stá considerado como uno de los padres de esta disciplina. Investigó sobre la detección de las radiaciones electromagnéticas y sobre la ionización del aire producida por los rayos X, estudió las emisiones radioactivas, y logró clasificarlas en rayos alfa, beta y gamma. En 1902, en colaboración con Frederick Soddy, Rutherford formuló la teoría sobre la radioactividad natural

modelo atómico

En su modelo atómico( desarrollado en 1911), Rutherford propuso que los átomos tienen un núcleo central donde se encuentra el mayor porcentaje de su masa. Además, según esta teoría, este núcleo tiene carga eléctrica positiva y es orbitado por partículas de carga opuesta y menor tamaño (electrones). Según sus consideraciones, el átomo operaba como un Sistema Solar de electrones que orbitan alrededor de un núcleo atómico más pesado, como hacen los planetas alrededor del Sol.

experimento

El método experimental de Rutherford partía de varias láminas delgadas de oro que serían bombardeadas en laboratorio con partículas alfa, midiendo así los ángulos de desviación del haz de partículas al atravesar el oro. Este experimento inicialmente estaba destinado a probar la teoría de Thomson. Aunque al realizarle descubrió que algunas partículas atravesaban la lámina de oro sin ningún problema, otras se desviaban y otras rebotaban.

postulados

• La mayor parte de la masa atómica se concentra en el núcleo, de mayor tamaño y mayor peso que el resto de las partículas, y dotado de carga eléctrica positiva.

• Alrededor del núcleo y a grandes distancias de él se encuentran los electrones, de carga eléctrica negativa, que lo orbitan en trayectorias circulares.

• La suma de las cargas eléctricas positivas y negativas de un átomo debería dar cero como resultado, es decir, deberían ser iguales, para que el átomo sea eléctricamente neutro.

problemas de esta teoría

• No explicaba cómo era posible que en el núcleo atómico se mantuvieran unidas un conjunto de cargas positivas, pues deberían repelerse, ya que son todas cargas del mismo signo.

• No explicaba la estabilidad del átomo, pues al considerar los electrones de carga negativa que gira alrededor del núcleo positivo, en algún momento estos electrones debían perder energía y colapsar contra el núcleo.

Modificaciones

Esta teoría más tarde fue modificada por el físico inglés James Chadwick.Este dijo que el núcleo atómico está constituido no solo por protones (cargas positivas), sino también por neutrones (cargas neutras). Aunque inicialmente también cometió un error y es que consideró que el neutrón eran un electrón y un protón juntos.

módelo de bohr

niels bohr

1885 - 1962 fue galardonado en 1922 con el Premio Nobel de Física "por su investigación acerca de la estructura de los átomos y la radiación que emana de ellos

modelo atómico

Fue desarrollado en 1913 Este modelo trataba de explicar la estabilidad de la materia, algo de lo que no disponían los modelos anteriores y los espectros de emisión y de absorción discretos de los gases. El modelo de Bohr fue una mejora del modelo de Rutherford. Por lo que las características de un núcleo central pequeño y con la mayoría de la masa se mantenía. De la misma forma, los electrones orbitaban alrededor del núcleo similar a los planetas alrededor del Sol, aunque sus órbitas no son planas

experimentos

Bohr llevó a cabo varios experimentos para crear su modelo atómico. Observó el comportamiento de los gases para intentar conocer las características de sus átomos; además, vio que se producía una absorción y emisión de energía por parte de los electrones. Probando así lo que él ya tenía claro antes de realizar los experimentos.

postulados

• La mayor parte de la masa atómica se concentra en el núcleo, de mayor tamaño y mayor peso que el resto de las partículas, y dotado de carga eléctrica positiva.

• Alrededor del núcleo y a grandes distancias de él se encuentran los electrones, de carga eléctrica negativa, que lo orbitan en trayectorias circulares.

• La suma de las cargas eléctricas positivas y negativas de un átomo debería dar cero como resultado, es decir, deberían ser iguales, para que el átomo sea eléctricamente neutro.

problemas de esta teoría

• No podía explicar los espectros de emisión de los átomos que tenían más de un electrón, ni el efecto que los campos electromagnéticos les generan.

• Las órbitas de los electrones, según Bohr, eran circulares; sin embargo, según la mecánica cuántica, esto no era posible.

Modelo de sommerfeld

módelo de shrÖdinger

Erwin Schrödinger

(Viena, 1887 - id., 1961) Físico austriaco que compartió el Premio Nobel de Física del año 1933 con Paul Dirac por su contribución al desarrollo de la mecánica cuántica.

modelo atómico

El modelo atómico de Schrödinger (1926), es una teoría cuántica que describe el comportamiento de los electrones en un átomo. Según este modelo, los electrones se comportan como ondas y su posición y energía se representan mediante funciones matemáticas llamadas funciones de onda

experimento

Imaginó a un gato metido dentro de una caja provista de un mecanismo diabólico: una máquina radiactiva que, si emitía una cierta partícula, destapaba un frasco de letal veneno. La máquina tenía una probabilidad del 50% de proyectar la partícula en un tiempo de una hora. De esa forma, transcurrido el plazo, el gato tendría un 50% de probabilidades de seguir vivo y otro 50% de haber perecido emponzoñado. Para conocer el destino del infeliz animal no tendríamos otro remedio que abrir la caja, para encontrárnoslo o vivo o muerto. El sentido común nos dice que, en el segundo de los casos, habría fenecido un cierto tiempo antes, porque el acto de morir es independiente de que nosotros estemos al corriente de los hechos. Pero la física cuántica no lo entiende así. El modelo cuántico describe la situación dentro de la caja cerrada como la superposición de dos estados equiprobables: gato vivo (50% de probabilidades) y gato muerto (otro 50%). Y se atreve incluso a decir que, dentro de la caja, el gato está vivo y muerto a la vez. Es solo la decisión del experimentador de abrirla, esto es, de “medir” el fenómeno, lo que modifica el doble estado del gato y obliga a la realidad a decantarse por uno u otro final, ya sea el feliz o el luctuoso.

postulados

• Una de las contribuciones más destacadas del modelo de Schrödinger es la descripción de la configuración electrónica de los átomos y la distribución orbital de los electrones.

• Describe el movimiento de los electrones como ondas estacionarias.

• Los electrones se mueven constantemente, es decir, no tienen una posición fija o definida dentro del átomo.

• No predice la ubicación del electrón, ni describe la ruta que realiza dentro del átomo. Solo establece una zona de probabilidad para ubicar al electrón.

• Estas áreas de probabilidad se denominan orbitales atómicos. Los orbitales describen un movimiento de traslación alrededor del núcleo del átomo.

postulados

• Estos orbitales atómicos tienen diferentes niveles y sub-niveles de energía, y pueden definirse entre nubes de electrones.

• El modelo no contempla la estabilidad del núcleo, solo se remite a explicar la mecánica cuántica asociada al movimiento de los electrones dentro del átomo

Modelo actual

cientificos

Está compuesto por diferentes principios de los diferentes modelos ya que todos ellos aportaron alguna parte de la teoría actual

modelo atómico

Basado en el Principio de Indeterminación de Heisenberg y en la Teoría de la Dualidad Onda - Corpúsculo de Luis de Broglie. En este modelo, el electrón es tratado como una onda estacionaria y se describe mediante una función matemática denominada función de onda que contiene toda la información sobre el electrón. Se denomina orbital a una zona del espacio donde hay una gran probabilidad de encontrar al electrón

postulados

• Principio de Indeterminación de Heisenberg: Es imposible medir simultáneamente y con precisión absoluta la posición y el momento lineal (p = m.v) y por tanto la velocidad del electrón. No se trata de un problema de cálculo o de medida, sino que el electrón no tiene una posición ni una cantidad de movimiento determinado, ocupa una posición difusa en torno al núcleo del átomo.

• Teoría de la Dualidad Onda - Corpúsculo de Luis De Broglie: Los electrones (o cualquier partícula en movimiento) presenta al mismo tiempo un caracter de partícula material y de onda. En ocasiones predomina el carácter de partícula y en otras predomina el carácter ondulatorio.

• El aspecto ondulatorio solo se manifiesta para partículas de masa muy pequeña; para partículas macroscópicas la longitud de onda resulta tan pequeña que el aspecto ondulatorio es inapreciable.

conclusión

Al final, aunque todos los modelos atómicos tuvieran pequeños errores o defectos, entre todos han conseguido llegar a la teoría actual, la cual de momento parece no tener ningún error, aunque lo mismo pasaba con las anteriores en sus épocas. Quién sabe si en el futuro se demostraran o descubrirán nuevas teorías atómicas las cuales saquen algún error de la actual. Pero, por ahora es la teoría más completa hasta el momento y no fue creada por un solo cientifico sino que fueron las conclusiones de todos y los errores de todos los que ayudaron a llegar hasta este punto.

Bibliografía

Modelo atómico de Demócrito (400 a.C.). Rincón educativo.https://rinconeducativo.org/es/recursos-educativos/modelo-atomico-de-democrito-400-ac/ Modelo atómico de Dalton. Geoenciclopedia. https://www.geoenciclopedia.com/modelo-atomico-de-dalton-247.html Joseph J. Thomson, descubridor del electrón. Rincón educativo. https://rinconeducativo.org/es/recursos-educativos/joseph-john-thomson/ Modelo atómico de Thomson. Geoenciclopedia. https://www.geoenciclopedia.com/modelo-atomico-de-thomson-248.html#:~:text=a%20nuevas%20conclusiones.-,Limitaciones%20y%20errores%20del%20modelo%20at%C3%B3mico%20de%20Thomson,sobre%20el%20n%C3%BAcleo%20del%20%C3%A1tomo Modelo atómico de Rutherford. Concepto. https://concepto.de/modelo-atomico-de-rutherford/ Modelo atómico de Bohr. Geoenciclopedia https://www.geoenciclopedia.com/modelo-atomico-de-bohr-250.html Modelo atómico de Bohr. Study smarter. https://www.studysmarter.es/resumenes/quimica/atomos-y-moleculas/modelo-atomico-de-bohr/

Bibliografía

El gato de Schrödinger. Acta. https://www.acta.es/recursos/baul-de-ciencias-y-tecnologia/historias-de-la-ciencia/1-el-gato-de-schroedinger#:~:text=Una%20de%20las%20m%C3%A1s%20conocidas,un%20frasco%20de%20letal%20veneno Aciertos y Errores Del Modelo Atómico de Schrödinger. Scribd. https://es.scribd.com/document/410751970/Aciertos-y-errores-del-modelo-atomico-de-Schrodinger-docx Modelo Atómico de Schrödinger. Situam. https://situam.org.mx/educa/en-que-consiste-el-modelo-atomico-de-schrodinger.html#:~:text=El%20modelo%20at%C3%B3mico%20de%20Schr%C3%B6dinger%20es%20una%20teor%C3%ADa%20cu%C3%A1ntica%20que,matem%C3%A1ticas%20llamadas%20funciones%20de%20onda Modelo atómico actual. Rincón educativo. https://rinconeducativo.org/es/recursos-educativos/modelo-atomico-actual/ MODELO ATÓMICO DE ORBITALES (Modelo actual). Murciaeduca. https://www.murciaeduca.es/iesrectordonfranciscosabatergarcia/sitio/upload/MODELO_ATOMICO_DE_ORBITALES_4_eso.doc