Teorías atómicas

Colegio de Bachilleres Plantel 5 "Sátelite"

Química III TEORÍAS ATÓMICAS

NOMBRE DE LA PROFESORA: Hernández Mayen Sara INTEGRANTES: N.L. 16 Hernández Bolaños Arlete N.L. 17 Hernández García Tristan N.L 18 Ibelles Pérez Mia Yelithza N.L. 19 Lopez Ortiz Diego Iván N.L. 21 Martinez Cruz Edgar Aarón

Grupo:426

TEORÍAS ATÓMICAS

Tales de Mileto

Siglo VI a.C

Anaxímenes

Siglo VI a.C.

Heráclito

Siglo V a.C.

Leucipo y Demócrito

Siglo V a.C.

La teoría de las 4 raíces

450 a.C.

Dalton

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1803

Tales de Mileto

Teoría atómica de Tales de Mileto, de las primeras concepciones sobre la naturaleza fundamental de la materia.

Postulados

Principio del agua: sostenía que el agua era el principio fundamental de todas las cosas.

Hilozoísmo: postuló que todo tenía alma, incluyendo materia inanimada.

Generación y cambio: argumentó que los procesos de generación y cambio podían explicarse mediante rarefacción y condensación del agua.

Experimentos→

Experimentos

Tales estudió los cambios de estado del agua.

Observó fenómenos naturales como el magnetismo y la electricidad estática.

Contribuciones de científicos involucrados

Aristóteles: Describió a Tales como el pionero en proponer un elemento específico (el agua).

Filósofos Posteriores: La idea de Tales que un elemento material podía ser el principio de todo influyó en filósofos posteriores.

CONTEXTOS→

HISTÓRICO

Época Arcaica Griega: vivió durante la Época Arcaica un período de grandes cambios.

Mileto: Esta ciudad era un importante centro comercial y cultural.

CULTURAL

Paso del Mito al Logos: considerado uno de los primeros pensadores en hacer la transición de explicar el mundo.

Influencia de Otras Culturas: pudo haber sido influenciado por conocimientos de civilizaciónes.

Avances Tecnológicos→

Avances Tecnológicos

Tales hizo importantes contribuciones a la geometría y las matematicas en general.

Se le atribuye la predicción sucesos astronómico.

Limitaciones Tecnológicas

Falta de Herramientas Experimentales.

Escasez de Registros Escritos.

Información sobre el mundo fragmentada y no sistematizada.

Fuentes: https://www.unprofesor.com/ciencias-sociales/teorema-de-tales-de-mileto-resumen-4898.html

Anaxímenes

Filósofo griego presocrático.aunque no formuló una teoría atómica completa, sus ideas influyeron en el pensamiento posterior.

Postulados

Creía que todo estaba compuesto por aire infinito llamado “ápeiron”.

No habló explícitamente de átomos indivisibles, pero su enfoque compartía similitudes con las ideas atómicas.

Científicos involucrados

Tales de Mileto, conocido por su afirmación de que el agua es el principio de todas las cosas.

Experimentos→

Experimentos

No se registran experimentos específicos relacionados directamente con la teoría atómica.

Su enfoque estaba más en la filosofía y la naturaleza general del mundo.

Contexto historico

Mileto vivía en la ciudad de la antigua Jonia, centro de comercio y conexiones con otras culturas.

Colonización Griega: los griegos estaban activamente estableciendo colonias.

Contexto cultural→

Contexto cultural

Fue parte de la Escuela de Mileto, considerada la primera ‘escuela’ de filosofía en Grecia.

Limitaciones

La falta de herramientas y métodos científicos avanzados que permitieran una comprensión más profunda de la materia a nivel atómico.

Avances tecnológicos

Principalmente relacionados con la astronomía, la geografía y la matemática.

Fuentes: https://www.tareaeducativa.com/

Heráclito

Rechazó las teorías del aire y el agua, y afirmó que el fuego era la causa primera, ya que creaba y destruía.

El ente deviene y las cosas se transforman en un proceso continuo de nacimiento y destrucción que afecta a objetos, animales y seres humanos.

“Todo fluye, somos y no somos”, era el lema básico de Heráclito de Éfeso.

Postulados

Postula que existe una unidad o principio eterno encarnado por el fuego.

Todo está expuesto a un cambio y un flujo incesantes («Todo fluye y nada permanece»).

Experimentos→

Experimento

No se apoyaba de experimentos.

Afirmaba que toda la vida y la propia naturaleza de la vida era el cambio y la transformación encargados e ilustrados por la energía del fuego.

Planteo el fuego como elemento primordial y también que el aire era un elemento importante para el fuego ya que sin el sería difícil que se creará.

Fuentes: https://www.worldhistory.org/trans/es/1-10000/heraclito-de-efeso/

Leucipo y Demócrito

Las primeras teorías sobre la naturaleza de la materia en la antigua Grecia. atómica.

Leucipo (c. 490-430 a.C.) fue el predecesor de Demócrito (c. 460-370 a.C.) y juntos formularon la teoría atómica.

Postulados

La materia está compuesta por partículas indivisibles llamadas átomos, que son eternos e infinitos en número.

Los átomos poseen diferentes formas, tamaños y pesos, y se mueven en un vacío infinito.

La materia está en constante movimiento debido a la interacción de los átomos.

Experimentos→

Experimento

No realizaron experimentos en el sentido moderno.

Su teoría se basa en observaciones y razonamientos lógicos sobre la naturaleza de la materia.

Contribuciones

Sentó las bases para la comprensión moderna de la estructura de la materia.

Su enfoque en átomos como las unidades fundamentales de la materia influyó en el pensamiento de la filosofía y la ciencia.

Ideas retomadas y desarrolladas por otros filósofos y científicos, como Epicuro y Lucrecio.

Impacto en la historia→

Impacto en la historia

La teoría atómica de Leucipo y Demócrito no fue aceptada en la antigüedad y fue eclipsada por otras teorías.

A partir del Renacimiento y la era moderna, su influencia fue redescubierta y su importancia reconocida en el desarrollo de la ciencia.

Fuentes: https://rinconeducativo.org/es/recursos-educativos/modelo-atomico-de-democrito-400-ac/ https://www.pregunte.es/consulta/inicio.cmd?FORMULARIO=buscador&ACCION=getDetalleConsulta&NIC=31845

La teoría de las 4 raíces

Empédocles postuló como principios constitutivos de todas las cosas cuatro «raíces» inalterables y eternos (el agua, el aire, la tierra y el fuego).

Postulados

Las cuatro raices son el agua, el aire, la tierra, el fuego.

Establecía que esos principios eran cualitativamente inalterables, inmutables y eternos.

Empédocles no se refiere a estos como elementos químicos, sino como componentes básicos de la realidad.

Experimentos→

Experimentos

Empédocles no utilizó tal cual experimentos.

Filosofos involucrados

Empédocles no inventó la idea de los cuatro elementos, pero sí la sistematizó y desarrolló de manera coherente del mundo natural.

Pensadores como Tales de Mileto habían propuesto un principio fundamental (agua en el caso de Tales), etc.

Empédocles fue uno de los primeros en proponer una pluralidad de elementos básicos.

Fuentes:https://walthus.com/teoria-de-los-4-elementos/

Modelo atómico de Dalton

Propuso que toda la materia está hecha de pequeñas partículas indivisibles llamadas átomos, que imaginó como "partículas sólidas, masivas, duras, impenetrables y en movimiento".

El primer científico en usar la simbología.

Dalton usó esferas como modelos para representar el átomo. Así nace el primer modelo atómico.

Postulados

• Los compuestos están compuestos por particulas indivisibles llamados átomos.

• Los átomos de un elemento son idénticos en masa y propiedades químicas, mientras que los átomos de diferentes elementos tienen más y propiedades diferentes.

• Los átomos no se pueden crear ni destruir durante reacción química y forman compuestos.

• Los compuestos se forman cuando los átomos de diferentes elementos se combinan en proporciones fijas y definidas.

• Los átomos se combinan en proporciones numéricas para formar compuestos, siguiendo leyes de proporciones definidas y múltiples.

Conexiones históricas →

Conexiones históricas

Fue el primero den descubrir el daltonismo ya que la sufra de eso (el no ver los colores como son) y también lo tenían varios de sus familiares.

Limitaciones tecnológicas

Falta de microscopios y que no tenían tanta potencia, limitaciones de análisis químicas, limitaciones de información científica y tecnología experimental menos avanzada.

Impacto en la ciencia actual

No contribuyo directamente a la física cuántica, su trabajo sentó las bases para futuros avances en este campo, su enfoque científico basado en la experimentación ha influenciado en la forma en que se lleva a cabo la investigación científica en la actualidad.

Científicos que usaron la misma teoría

Ernest Rutherford

Ernest Rutherford

J.J. Thomson

Fuentes: https://concepto.de/modelo-atomico-de-rutherford/

Thomson

1897

Rutherford

1911

Bohr

1913

Sommerfeld

1916

Teoría cuantica

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Siglo XX

Modelo atómico de Thomson

Descubrió el electrón, una partícula subatómica con carganegativa.

Usando tubos de rayos catódicos, que consistían en un tubo de vidrio evacuado con dos electrodos dentro de un alto voltaje aplicado a través de ellos.

Modelo atómico en el cual los electrones se encontraban incrustados en una esfera de carga positiva. Este modelo, conocido como el modelo del "budín de pasas".

Realizó experimentos con rayos catódicos, que son corrientes de partículas cargadas negativamente, y utilizó campos eléctricos y magnéticos para determinar la relación entre la carga y la masa de los electrones.

Descubrimientos→

Descubrimiento de los isótopos

Descubrió que existen diferentes formas de un mismoelemento con masas diferentes, lo que llevó al descubrimiento de los isótopos.

Limitaciones tecnológicas

No se disponía de la tecnología necesaria para observar directamente los átomos y sus componentes a nivel subatómico.

Limitada capacidad de manipular y controlar partículas subatómicas, experimentos no precisos y no detallada estructura atómica.

Acceso limitado a los avances y descubrimientos de sus colegas en otras partes del mundo.

Avances tecnológicos→

Avances tecnológicos

Los tubos de rayos catódicos, utilizados por Thomson permitieron el estudio de la electricidad en vacío y fueron fundamentales para el descubrimiento del electrón.

Espectroscopia, que es el estudio de la interacción de la luz con la materia, análisis de elementos y compuestos a través de la emisión y absorción de luz.

Precisión de las mediciones de masa, carga eléctrica y otras propiedades físicas, lo que permitió una mayor comprensión de la estructurade la materia.

Las revistas científicas especializadas se convirtieron en una forma importante de compartir descubrimientos y avances en la comunidad científica.

Fuentes: https://www.secst.cl/colegio-online/docs/07052020_405pm_5eb4864485b68.pdf

Modelo atómico de Rutherford

Los átomos tienen un núcleo central (mayor porcentaje de su masa). Además de carga eléctrica positiva, orbitado por partículas de carga opuesta y de menor tamaño (electrones).

Para Rutherford, el átomo era un sistema planetario.

Postulados

• La carga eléctrica positiva tiene mayor masa atómica, mayor tamaño y peso que el resto de las partículas.

• Alrededor del núcleo, orbitan a grandes distancias los electrones, que cotienen carga negativa.

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

Experimento →

Experimento

El método experimental de Rutherford partía de varias láminas delgadas de oro que serían bombardeadas en laboratorio con núcleos de helio (partículas alfa, que tienen carga positiva), midiendo así los ángulos de desviación del haz de partículas al atravesar el oro.

En ocasiones alcanzó desviaciones de hasta 90°, no concordaba con el modelo atómico de Thompson.

El modelo de Rutherford establece que el átomo tiene la carga positiva concentrada en el núcleo y los electrones orbitan alrededor de él, dando desviaciones de estas partículas de hasta 90° y 180°.

Demostró que el átomo, tiene la carga positiva concentrada en su centro (como proponía Rutherford) y no distribuida en una esfera (como proponía Thompson).

Limitaciones

• No se podía explicar 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 se podía explicar 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.

Fuentes: https://concepto.de/modelo-atomico-de-rutherford/

Modelo atómico de Bohr

Niels Bohr (1885-1962) físico danés, propuso dar una explicació a los espectros de emisión y absorción y por qué eran diferentes unos de otros.

Llamó niveles de energía, a los electrones que se encuentran y giran en orbitas definidas, conteniendo cantidades de energia.

En estado basal los electrones giran en torno a su nivel de energía, necesitan absorber energía para pasar de uno a otro, al “saltar” a un nivel de energía superior aquieren un estado excitado y produce un espectro de absorción.

Al regresar a su estado basal emiten energía en forma de luz o fotones y producen un espectro de emisión.

Postulados→

Postulados

Los experimentos de Planck y Kirckhoff junto con el modelo de Rutherford, permitieron a Bohr proponer un nuevo modelo compuesto por 3 postulados cuyos principios aplican al átomo de hidrógeno:

El átomo de hidrógeno, el electrón gira alrededor del núcleo en una orbita circular que tiene una energia fija y definida.

El electrón del átomo de hidrógeno solo puede girar en orbitas cuantizadas (con cierto contenido energético) cuyo radio cumpla con el movimiento angular.

Cuando un electrón pasa de una órbita externa a una más interna, la diferencia de energía entre ambas órbitas se emite en forma de radiación electromagnética.

Experimento→

Experimento de Bohr

Para validar su teoría, propuso el experimento de la emisión y absorción de radiación electromagnética por los átomos.

En este experimento, Bohr observó la emisión y absorción de fotones por parte de los átomos cuando los electrones saltaban entre órbitas cuantizadas.

A través de este fenómeno, pudo confirmar que los electrones solo pueden ocupar ciertos niveles de energía discretos en un átomo.

Distribución de electrones en los niveles de energía

Aportaciones→

Aportaciones

• Explica que la energía del electrón no se pierde y por lo tanto no cae al núcleo.

• Las orbitas del átomo son circulares.

• Las propiedades químicas de los elementos están determinadas por los electrones del último nivel (electrones de valencia). Describe con precisión el espectro del hidrógeno.

Limitaciones

No logra explicar (predecir con precisión) los espectros de otros elementos.

Fuentes:https://e1.portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/unidad2/modelos_atomicos/modelo_bohr

Modelo atómico de Sommerfeld

Sommerfeld descubrió que en algunos átomos, los electrones lograban alcanzar velocidades muy cercanas a la velocidad de la luz por lo que optó por basar su análisis en la teoría relativista.

Es una versión relativista del modelo de Rutherford-Bohr y se basó, en parte, en los postulados relativistas de Albert Einstein.

Modelo de Bohr no tenía fisuras en el átomo de hidrógeno. pero otros elementos químicos, su nivel energético era distinto en energía.

Descubrió que en los electrones de ciertos átomos alcanzaban velocidades cercanas a la de la luz.

Postulados→

Postulados

Los electrones se mueven alrededor del núcleo del átomo, en órbitas circulares o elípticas.

A partir del segundo nivel energético existe uno o más subniveles en el mismo nivel con energías un poco diferentes.

Nuevo número cuántico el cual se llamó número cuántico Azimutal, y que delimitaría la forma de los orbitales.

Se representaría con la letra l, tomando valores variables desde 0 hasta n-1.

Los electrones tienen corrientes eléctricas minúsculas.

Experimentos→

Experimentos

Sommerfeld fue un teórico y no realizó experimentos significativos por sí mismo para respaldar su modelo atómico.

Desarrolló teorías matemáticas para describir el comportamiento de los electrones en los átomos.

Contribuciones

Introducción de órbitas elípticas.

Incorporación de la teoría cuántica de Max Planck y Niels Bohr en su modelo atómico.

Contexto histórico→

Contexto histórico

Max Planck, Albert Einstein, Niels Bohr, Werner Heisenberg y otros científicos dan desarrollo de la teoría cuántica.

Primera Guerra Mundial.

Tuvo un ambiente intelectualmente estimulante y colaborativo con otros desarrolladores de la física teórica.

Contexto cultural

La Belle Époque: surgimiento de nuevas corrientes artísticas, literarias y científicas.

El exilio de científicos europeos.

Limitaciones→

Limitaciones

No ofrecía una explicación detallada de la estructura interna del núcleo, incluida la distribución de protones y neutrones.

No incorporaba completamente la naturaleza ondulatoria de los electrones.

Dependía de ciertos parámetros empíricos.

Avances tecnológicos

Desarrollo de la teoría cuántica, los trabajos sobre la cuantización del momento angular.

La introducción de órbitas elípticas sentaron las bases para la estructura atómica y molecular.

Impacto en la ciencia actual→

Impacto de la ciencia actual

El legado de Arnold Sommerfeld en la ciencia actual es significativo y abarca tanto el ámbito teórico como el práctico.

Influyendo en la comprensión fundamental de la naturaleza.

En el desarrollo de tecnologías que impactan nuestras vidas diarias.

Fuentes:https://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=TNy57FxreEgC&oi=fnd&pg=PA313&dq=sommerfeld+teoria+atomica&ots=yXV6Tp3GZt&sig=dI10ym1Qjwxl_VhfnZ60lMvRjao#v=onepage&q&f=false https://rinconeducativo.org/es/recursos-educativos/modelo-atomico-de-sommerfeld-1916-dc/#:~:text=Descubri%C3%B3%20que%20en%20los%20electrones,en%20%C3%B3rbitas%20circulares%20o%20el%C3%ADpticas.

Modelo atómico de la mecánica cuántica

La mecánica cuántica estudia la naturaleza en sus escalas más pequeñas: la atómica y subatómica.

Marco teórico de la física que describe las dinámicas del átomo y las partículas subatómicas de manera más precisa que los modelos anteriores.

Se basa en los principios de la mecánica cuántica.

Postulados

Postulado I: La descripción del estado cuántico.

Postulados→

Postulado II: La descripción de las magnitudes físicas.

Postulado III: Los resultados de las medidas.

Postulado IV: Probabilidades de los resultados.

Postulado V: La medida. El colapso del vector de estado.

Postulado VI: La ecuación de Schrödinger.

Experimentos→

Experimentos

Experimento de la doble rendija.

Experimento de Stern-Gerlach.

Experimento de la caja negra de la radiación.

Experimento de la dispersión de partículas.

Experimento de la polarización de la luz.

Contribución →

Contribución de científicos

Max Planck - cuantización de la energía.

Albert Einstein - la teoría para explicar el efecto fotoeléctrico.

Niels Bohr - desarrolló el primer modelo cuántico del átomo de hidrógeno.

Arnold Sommerfeld - órbitas elípticas para los electrones en lugar de órbitas circulares.

Werner Heisenberg - formuló la mecánica de matrices.

Erwin Schrödinger - formuló la ecuación de onda en el tiempo.

Contexto histórico→

Contexto histórico

Desarrollo de la física cuántica.

Descubrimiento de la radiación electromagnética.

Trabajo de Max Planck y la cuantización de la energía.

Contexto cultural

Impacto de la Primera Guerra Mundial.

Interacción entre ciencia y literatura.

Limitaciones→

Limitaciones

Incompleta estructura atómica tridimensional y la dinámica de los electrones.

No aborda la naturaleza exacta de la mecánica cuántica.

No considera la interacción entre múltiples electrones.

Limitaciones en la descripción de sistemas complejos.

Avances tecnológicos

• Radio y telecomunicaciones.
• Electrónica.
• Métodos de imagen.
• Energía nuclear.
• Aviación y aeronáutica.

Impacto en la ciencia→

Impacto de la ciencia actual

Teoría cuántica ha contribuido con la dualidad onda-partícula, modelo de Bohr, principio de exclusión de Pauli, ecuación de Schrödinger y modelo de orbitales atómicos para la comprensión de la estructura atómica.

Desarrollos cientificos recientes

Avances en computación cuántica.

Control y manipulación de átomos individuales.

Avances en microscopía de alta resolución.

Estudios de sistemas cuánticos ultrafríos.

Fuentes: https://www.quimica.es/enciclopedia/Postulados_de_la_mec%C3%A1nica_cu%C3%A1ntica.html https://arbor.revistas.csic.es/index.php/arbor/article/view/1173