Linea del temps models atòmics

PRINCIPALS DESCOBRIMENTS I MODELS ATÒMICS

Experiment làmina d'or

1932:El neutró

1924:Dualitat ona-partícula

1869: Descobriment dels raigs catòdics

1925: Principi d'incertesa

1905: Efecte fotoelèctric

460-370aC

1910-13: L'electró

1900:Llei de Plank

1950

1850

370aC

1800

1925

1900

1926: ERWIN SCHÖDINGER

1913: Niels Bohr

1904: JOSEPH JOHN THOMSON

1808: JOHN DALTON

1911: ERNEST RUTHERFORD

Model atòmic amb presència de les òrbites d'energia quantitzada

Model mecanoquàntic de l'àtom

Primer model atòmic amb presència de partícules amb càrrega negativa (electrons)

Primer model atòmic

Model atòmic amb presència de partícules amb càrrega positiva.

Llei de Plank

Max Planck va estudiar la radiació d'un cos negre (cos ideal amb la mateix radiació absorvida que emesa) i l'any 1900 va anunciar la seva llei. Aquesta diu que:L'energia d'una ona és directament proporcional a la seve freqüència. Per tant el valor energètic no pot ser qualsevol valor, sinó que ha de ser un derivat de la freqüència. L'experssió matemàtica és: (h= a constant de Plank, 6,626·10^(-34)

Descobriment dels neutrons

El 1932, James Chadwick, col·laborador de Rutherford, va descobrir el neutró, partícula amb càrrega neutra. Aquesta partícula es troba al nucli de l'àtom (junt als protons) i té una massa molt semblant a aquests.

Els raigs catòdics

L'any 1869 Johann-Wilhelm Hittrof va dur a terme un experiment on sometia un tub de vidre ple de gas a molt baixa pressió a dos elèctrodes connectats a una bateria. Quan passava el corrent elèctric es produien resplendors de diferents intensitats depenent del gas exposat. Aquesta resplendor va rebre el nom de raigs catòdics.

L'EFECTE FOTOELÈCTRIC

L'any 1905, Albert Einstein va presentar la seva interpretació del caràcter quàntic de l'energia electromagnètica. L'efecte fotoelèctric mesura l'energia mínima necessària que necessita un electró per alliberar-se de l'àtom. Aquesta l'equació per calcular aquesta mesura coincideix amb la llei de Plank:

Massa i càrrega de l'electró

Entre els anys 1910 i 1913, Robert Andrews Millikan va descobrir la massa i la càrrega de l'electró.

MODEL DE DALTON

Dalton va rependre les idees dels anteriors filòsofs gregs i va presentar el primer model atòmic. Aquestes en són les idees principals: - La materia està formada per partícules indestructibles i indivisibles (tot i patir reaccions químiques), anomenades àtoms. - Els àtoms d'un mateix element són identics però diferents a la resta d'elements. -Els àtoms de diferents elements poden unir-se per formar compostos químics seguint una relació numèrica.

EL MODEL MECANOQUÀNTIC

Entre el 1926 i el 1933, Erwin Schödinger va presentar el model mecanoquàntic de l'àtom, que encara és vigent. Aquests afirma que: Segons el principi d'incertesa de Heisenberg, és impossible conèixer el la velocitat i posició simultàneament d'un electró i per tant n'és impossible conèixer la trajectòria. Per tant el concepte d'òrbites és erroni i s'ha d'introduir el concepte d'orbitals (regió de l'espai on és més probable trobar l'electró). Mitjançant l'equació de Schrödinger, podem conèixer la forma definida dels orbitals. A cada nivell energètic hi ha un nombre concret d'orbitals on hi pot haver un nombre límit d'electrons.

Demòcrit

Durant el segle IV aC els filòsofs gregs ja es plantejaven de que estava formada la matèria que els envoltava. Van proposar un teoria que explicava que estava formada per partícules diminutes, indestructibles i invisibles que van anomenar àtoms. Aquestes estaven més o menys juntes depenent de el tipus de substància i la resta era buit.

MODEL DE BOHR

D'acord amb la teoria quantica de Planck, el model de Rutherford era impossible, ja que un electró en moviment hauria emès radiació i per tant perdria energia cinètica fins a caure al nucli. I degut a que els espectres d'emissió eren constants, això era inviable. Per tant al 1913 va plantejar el seu model atòmic, conegut com a Model planetari. Aquest diu que: - A dins del nucli s'hi concentra la càrrega positiva i la major part de la massa. - Els electrons giren en orbites circulars que corresponen a nivells quàntics o energètics principals concrets. -L'energia d'un electró no pot tenir qualsevol valor, només aquests valors quantitzats. - Quan un electró canvia a una òrbita inferior, emet energia (visible en l'espectre d'emissió) i si canvia a una òrbita superior, absorveix energia (visible en l'espectre d'absorció.

Principi d'incertesa de Heisenberg

L'any 1925, Werner Heisenberg va presentar el principi d'incertesa. Aquest afirma que és impossible conèixer la posició i la velocitat d'una partícula subatòmica alhora. Sí que es possible fer-ne una "estimació" mitjançant la següent fòrmula:

MODEL DE THOMSON

L'any 1904, Thomson va presentar una nova proposta de model atòmic on s'explicava la presència de raigs catòdics descoberts a partir de l'experiment de Hittorf. Thomson va poder determinar que els resplendors eren feixos de partícules emeses pel càtode i accelerades per un camp elèctric. A més el tipus de gas no influïa en la naturalesa d'aquestes. I per tant les partícules (que va anomenar-les corpuscles i posteriorment electrons) havien de tenir una càrrega negativa i una massa molt petita o una càrrega molt elevada. El seu model va rebre el nombre de púding de panses.

MODEL DE RUTHERFORD

Al 1911 Rutherford va proposar el model nuclear, gràcies als descobriments que va obtenir gràcies a l'experiment de la làmina d'or. Aquest afirmava que l'àtom està format per una escorça i un nucli molt petit i amb partícules positives. A l'escorça, els electrons estan en constant moviment i hi ha el mateix nombre d'electrons que de partícules positives. Per tant, l'àtom és neutre. L'escorça, i per tant l'àtom, estan formats majoritàriament per buit.

L'experiment de la làmina d'or.

Per tal de confirmar el model de Thomson, Rutherford (deixeble de Thomson) va dur a terme un nou experiment. Aquest consistia en bombardejar una làmina d'or amb partícules alfa i detectar-les en una pantalla flourescent que l'envoltava. Per tal depoder demostrar-lo, les partícules haurien de passar en línia recta. Però això no va ser així, algunes partícules sí que van seguir el recorregut que Rutherford suposava, però algunes no. Aquestes es desviaven o rebotaven.

Per tant amb aquest expermient va demostrar que el model de Thomson era erroni.

Dualitat ona-partícula

Louis-Victor De Broglie va considerar que totes les ones es poden comportar com a partícules i totes les partícules com a ones. Això permet calcular la longitud d'ona associada a cada partícula mitjançant l'equació: m=massa V=velocitat p=la quantitat de moviment