TEORÍA ATÓMICA DE LA MATERIA.pptx

M.E. Maribel Ramos Aguilar

• Es la porción más pequeña de la materia.

• El primero en utilizar este término fue Demócrito (filósofo griego, del año 500 a.de C.), porque creía que todos los elementos estaban formados por pequeñas partículas INDIVISIBLES. Átomo, en griego, significa INDIVISIBLE.

• Es la porción más pequeña de la materia.

• Los átomos son la unidad básica estructural de todos los materiales de ingeniería.

Átomo

Teoría atómica de Dalton

• La materia está formada por partículas indivisibles, indestructibles y extremadamente pequeñas llamadas átomos

• Los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (igual masa y propiedades)

• Los átomos de elementos distintos tienen diferente masa y propiedades

• Los compuestos están formados por la unión de átomos en proporciones constantes y simples

Postulados de Dalton

1. Cada elemento químico se compone de partículas diminutas e indestructibles denominadas átomos. Los átomos no pueden crearse ni destruirse durante una reacción química. 2. Todos los átomos de un elemento son semejantes en masa (peso) y otras propiedades, pero los átomos de un elemento son diferentes de los del resto de los elementos. 3. En cada uno de sus compuestos, los diferentes elementos se combinan en una proporción numérica sencilla: así por ejemplo, un átomo de A con un átomo de B (AB), o un átomo de A con dos átomos de B (AB2).

Modelo atómico de Thomson

• El modelo comúnmente aceptado era el que a principios del siglo XX propuso Joseph John Thomson, quién pensó que la carga positiva necesaria para contrarrestar la carga negativa de los electrones en un átomo neutro estaba en forma de nube difusa, de manera que el átomo consistía en una esfera de carga eléctrica positiva, en la cual estaban embebidos los electrones en número suficiente para neutralizar la carga positiva.

En 1897 J.J. Thomson, jefe del famoso Laboratorio Cavendish en la Universidad de Cambridge, realizó una serie de experimentos que convencieron a los físicos de que los rayos catódicos son partículas cargadas negativamente. A partir de los datos experimentales podía calcular la relación entre la carga de una partícula y su masa. Esta relación la podemos representar como q / m, donde q es la carga y m es la masa de la partícula.Thomson descubrió que los rayos provenientes de cátodos hechos de diferentes materiales tenían el mismo valor de q / m: 1,76·1011 C / kg (culombios por kilo). Por lo tanto, estaba claro que los rayos catódicos debían estar hechos de algo que todos los materiales tienen en común.

Los rayos catódicos

• Para Ernest Rutherford, el átomo era un sistema planetario de electrones girando alrededor de un núcleo atómico pesado y con carga eléctrica positiva.

Modelo atómico de Rutherford

El modelo atómico de Rutherford puede resumirse de la siguiente manera:

• El átomo posee un núcleo central pequeño, con carga eléctrica positiva, que contiene casi toda la masa del átomo.
• Los electrones giran a grandes distancias alrededor del núcleo en órbitas circulares.
• La suma de las cargas eléctricas negativas de los electrones debe ser igual a la carga positiva del núcleo, ya que el átomo es eléctricamente neutro.

1. Los electrones describen órbitas circulares estables alrededor del núcleo del átomo sin radiar energía. 2. Los electrones solo se pueden encontrar en ciertas órbitas (no todas las órbitas están permitidas). La ditancia de la órbita al núcleo se determina según el número cuántico n (n=1, n=2, n=3...): radio de la órbita (en Ångströms) → r = 0,529 · n2 3. Los electrones solo emiten o absorben energía en los saltos entre órbitas. En dichos saltos se emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre ambos niveles determinada por la fórmula: Ea - Eb = h · v = h · (RM · [1/nb2 - 1/na2]

Modelo de Bohr

• El Modelo Atómico de Bohr explica las insuficiencias del Modelo Atómico de Rutherford sobre la estabilidad de las órbitas del electrón y la existencia de espectros de emisión característicos.

• El modelo de Bohr incorpora también la teoría del efecto fotoeléctrico de Einstein.

• El Modelo Atómico de Bohr fue sustituido por el Modelo Atómico de Sommerfeld ya que para adaptarlo a los resulultados experimentales era necesario incluir otros tres números cuánticos:

l: número cuántico azimutal m: número cuántico magnético s: número cuántico de spín

Limitaciones del Modelo Atómico de Bohr:

El Modelo Atómico de Sommerfeld postula que:Dentro de un mismo nivel energético (n) existen subniveles diferentes.

Modelo Atómico de Sommerfeld

Modelo Atómico de Sommerfeld

• Adapta el modelo de Bohr a la mecánica relativista ya que los electrones se mueven a velocidades cercanas a las de la luz.

• Para Sommerfeld, el electrón es una corriente eléctrica

• No solo existen órbitas circulares sino también órbitas elípticas determinadas por el número cuántico azimutal(l) que toma valores desde 0 a n-1:

l = 0 → forma el orbital s l = 1 → forma el orbital p l = 2 → forma el orbital d l = 3 → forma el orbital f ..

• Los electrones son ondas de materia que se distribuyen en el espacio según la función de ondas

(Ψ):(δ2Ψ/δx2) + (δ2Ψ/δy2) + (δ2Ψ/δz2) + (8π2m/h2)(E-V)Ψ = 0

Modelo Atómico de Schrödinger

Los electrones se distribuyen en orbitales que son regiones del espacio con una alta probabilidad de encontrar un electrón.

Se tienen en cuenta los siguientes números cuánticos:

• Número cuántico principal (n)
• Número cuántico secundario o Azimutal (l)
• Número cuántico magnético (m)
• Número de espín (s)

• En un átomo no puede haber electrones con los cuatro números cuánticos iguales