3r d'ESO_Línia del temps_Models atòmics

Models atòmics

Física i Química 3r d'ESO. SA2. Perill, radioactivitat!

Demòcrit

La matèria està formada per partícules molt petites i indivisibles; els àtoms.

Electró

Protó

Dalton

Thomson

La matèria està formada per àtoms, unes partícules indivisibles i indestructibles.

Experiments amb tubs de descàrrega (Thomson).

L’àtom és una gran massa de càrrega positiva que té els electrons inserits de manera uniforme.

Experiment de la làmina d'or (Rutherford).

Segle V aC

1808

1897

1904

1911

Si voleu saber-ne més podeu visualitzar els següents vídeos: https://youtu.be/2CLk16vNDKU, https://youtu.be/gvlcnNbxRdo.

Altres postulats de la teoria de Dalton:

• Tots els àtoms d’un mateix element són iguals (massa, mida i propietats físiques i químiques).
• Els compostos es formen per la unió d’àtoms d’elements en una relació constant i de nombres enters.
• A les reaccions químiques es dona una redistribució dels àtoms (no es creen ni es destrueixen).

• Descobriment de partícules subatòmiques.
• No explica l'existència d'isòtops.

Thomson va dur a terme experiències en tubs de descàrrega: petits tubs de vidre que contenien gas a una pressió molt baixa. Dins del tub hi havia dos elements metàl·lics connectats als pols positiu i negatiu d’una bateria elèctrica. Quan va analitzar les partícules que formaven el raig, Thomson va observar que sempre tenien les mateixes propietats, fos quin fos el gas que s’hagués introduït dins del tub. Així doncs, va deduir que tots els gasos contenien la mateixa partícula, que va anomenar electró, i va establir que:

• A l’interior de tots els àtoms hi ha una o més partícules carregades negativament anomenades electrons.

Proporciona explicació als següents fenòmens:

• Formació d’ions.
• La naturalesa elèctrica de la matèria i l’electrització: l’excés o el dèficit d’electrons que tingui un cos és el responsable de la seva càrrega (positiva o negativa).

• Resultats dels experiments de Rutherford.
• Radioactivitat d’algunes substàncies (descoberta per Becquerel anteriorment).

L’experiment consistia en llançar partícules alfa (conjunt de dos protons i dos neutrons, de càrrega positiva) sobre una làmina molt fina d’or. Els investigadors pensaven que les partícules travessarien fàcilment la làmina, però es van trobar que: -La majoria de les partícules alfa travessaven la làmina sense desviar-se. -Una petita proporció de partícules travessaven la làmina i experimentaven una petita desviació. -Una partícula alfa de cada 10.000 rebotava i tornava cap enrere.

L’any 1909, Robert Millikan i Harvey Fletcher van utilitzar gotetes d’oli en suspensió i en van mesurar la càrrega de l'electró. Pocs anys després, l’any 1912, també van mesurar la massa de l’electró: 9,11 · 10-31 kg. Per aquest descobriment, R. Millikan va ser guardonat amb el Premi Nobel de Física l’any 1923.

Models atòmics

Rutherford

Àtom amb nucli petit amb gairebé tota la massa i càrrega positiva i una escorça negativa amb electrons que giren al voltant en òrbites circulars.

Bohr

Neutró

Quàntic o d'orbitals

James Chadwick descobreix el neutró.

Organització dels electrons en capes (òrbites).

1911

1932

1913

Actualitat

Futur

Física i Química 3r d'ESO. SA2. Perill, radioactivitat!

Rutherford va deduir que els electrons havien de girar, perquè si no per l’atracció de la càrrega positiva del nucli, caurien damunt. Va predir l’existència dels neutrons. Era conscient que com els protons tenen càrrega positiva, es repel·liran entre ells. Com això no passa, alguna cosa ho havia d’impedir.

Els principals postulats de la teoria de Bohr són:

• Els electrons de l’escorça només es poden moure en determinades òrbites.
• En aquestes òrbites, encara que giri, l’electró no emet energia.
• En cada òrbita l’electró té una energia determinada, que és més petita com més a prop està del nucli.
• En cada capa hi ha un nombre màxim d’electrons.
• Perquè un electró passi d’una òrbita que està més a prop del nucli a una altra que està més allunyada cal donar-li energia. Així mateix, quan l’electró està en una òrbita més allunyada del nucli i passa a una òrbita més propera, desprèn energia.

No explica:

• Col·lapse atòmic: quan una partícula carregada gira, emet energia. Durant el moviment al voltant del nucli, l’electró hauria de perdre energia contínuament. Per tant, acabaria caient sobre el nucli i l’àtom es destruiria.
• Espectres atòmics: com que l’emissió de radiació és conseqüència de salts entre òrbites i totes són permeses, s’espera que tots els salts siguin permesos. Per tant, s’emetria radiació electromagnètica amb qualsevol valor d’energia (l’espectre ha de ser continu) i no ho és; l’espectre atòmic és discontinu.

No explica:

• Col·lapse atòmic.
• Espectres dels àtoms monoelèctrics.