cap.4 estructura del átomo
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Cap. 4 Estructura del Átomo
Escuela Superior Francisco Oller
Cataño, PR
Química
Profa. Alba Ruiz
Desarrollo de Átomo y Modelos atómicos
FilósofosDaltonThompsonRutherfordBohrSchrödinger
Los átomos que presenta la ilustración se han organizado para formar los caracteres japoneses kanji que significa átomo
¿Que es esto? ¿De que esta hecho?
¿Que es esto?
Figura a muestra una micrografía electrónica escaneada en color que muestra un mecanismo de engranajes construido mediante el ordenamiento preciso de átomos individuales.La figura b muestra un montículo de átomos de oro (amarillo, rojo, marron) se diferencia fácilmente del sustrato de grafito (verde) sobre el que reposa
Primeras Teorías Acerca de la Materia
Los Filósofos
Muchos filósofos griegos pensaron que la materia estaba conformada por:
Los Filósofos
Aire, tierra, fuego y agua. También relacionaron las propiedades con cada
uno de los componentes básicos de la materia. Las parejas de propiedades opuestas, como
caliente y frío, húmedo y seco, reflejaron la simetría y el equilibrio que los filósofos observaron en la naturaleza.
Estas creencias no científicas e incorrectas no se disiparon hasta la década de 1800.
Los Filósofos
El filósofo griego Demócrito (460-370 a.C.) fue la primera persona en proponer la idea de que la materia NO era divisible infinitamente.
Creía que la materia estaba compuesta por partículas diminutas individuales llamadas átomos.
Sus creencias estaban muy adelantadas con respecto a su tiempo.
Los Filósofos: Ideas de Demócrito
La materia está compuesta por un espacio vacío a través del cual se mueven los átomos.
Los átomos son sólidos, homogéneos, indestructibles e indivisibles.
Diferentes clases de átomos tienen tamaños y formas distintas.
Las diferentes propiedades de la materia se deben al tamaño, la forma y el movimiento de los átomos.
Los cambios evidentes en la materia provienen de los cambios en las agrupaciones de átomos y no de los átomos en sí.
Los Filósofos: Ideas de Demócrito
Demócrito enfrentó críticas de otros filósofos que preguntaban: ¿Qué mantiene unidos a los átomos?
Aristóteles rechazó la “teoría” atómica de Demócrito en su totalidad, una de sus críticas mas importantes tuvo que ver con con la idea de que los átomos se movían por un espacio vacío. No podía creer que pudiera existir “nada”de un espacio vacío.
Las ideas de Demócrito no estaban sustentadas con evidencia científica. Desafortunadamente la influencia de Aristóteles era tal que la negación de la existencia de los átomos prevaleció por unos 2,000 años.
John Dalton (1766-1844)
Siendo maestro de escuela comienza el desarrollo de la teoría atómica moderna
Revivió y revisó las ideas de Demócrito con base en los resultados de la investigación científica que realizó.
La teoría atómica de Dalton se resume en cinco puntos principales:
John Dalton: Teoría Atómica Toda materia se compone de partículas
pequeñas llamadas átomos. Todos los átomos de un elemento dado
son idénticos y tiene el mismo tamaño, la misma masa y las mismas propiedades químicas. Los átomos de un elemento específico son diferentes a los de otro elemento.
Los átomos no pueden crearse , dividirse en partículas mas pequeñas ni destruirse.
Diferentes átomos se combinan en relaciones simples de números enteros para formar compuestos.
En una reacción química, los átomos se separan, se combinan o se reordenan.
Modelo atómico de Dalton
Esfera sólida e indivisible
Se compara con una bola de billar
Átomo
Partícula más pequeña de un elemento que retiene todas las propiedades de dicho elemento; es eléctricamente neutro, de forma esférica y esta compuesto de electrones, protones y neutrones.
Descubrimiento del electrón
El físico inglés Sir William Crookes observó, mientras trabajaba en su laboratorio, un destello de luz que se forma dentro de un tubo al vacío.
Debido a que el destello se formaba en el extremo negativo del tubo, llamado cátodo, le llamo a esa radiación, rayo catódico.
Este descubrimiento accidental condujo a la invención de uno de los aparatos tecnológicos mas importantes del siglo XX: la televisión.
Descubrimiento del electrón
Descubrimiento del electrón
Los científicos continuaron sus investigaciones utilizando tubos de rayos catódicos y hacia finales de la década de 1800 estaban convencidos de lo siguiente: Los rayos catódicos eran en realidad una
corriente de partículas cargadas. Las partículas llevaban carga negativa. Concluyeron que las partículas negativas del rayo
se encontraban en todas las formas de la materia Llamaron a estas partículas electrones.
Descubrimiento del electrón
Descubrimiento del electrón
J.J. Thomson (físico inglés) realizó experimentos con tubos al vacío buscando establecer la razón entre la masa y la carga del electrón.
Al establecer la razón masa/carga del electrón la comparo con otras razones conocidas y concluyó que la masa de la partícula cargada era menor a la masa del hidrógeno, el átomo mas liviano conocido.
Descubrimiento del electrón
El impacto fue grande, es decir, Dalton estaba equivocado, los átomos son divisibles en partículas mas pequeñas.
Thomson identificó la primera partícula subatómica: el electrón.
Robert Millikan (físico estadounidense) determinó la carga del electrón: -1
Se descubrió que la materia es neutra. Thomson propone un nuevo modelo de átomo
Descubrimiento del electrón Modelo atómico de J.J. Thomson Se compara con un muffin o pastel de pasas
El átomo nuclear
Ernest Rutherford (1871-1937): realizó estudios sobre la interacción de las partículas alfa (partículas radiactivas cargadas positivamente) con la materia sólida.
Diseñó y condujo, junto a otros científicos, un experimento para observar si las partículas alfa desviaban su trayectoria al atravesar una delgada lámina de oro.
El átomo nuclear
El átomo nuclear
Rutherford concluyó que el modelo de pastel de pasas estaba incorrecto.
Concluyó que el átomo era principalmente un espacio vacío por el cual se mueven los electrones.
También concluyó que había una diminuta y densa región que denominó núcleo, ubicado en el centro del átomo.
Según su modelo, los electrones giran en un espacio vacío alrededor de un núcleo positivo, de esta forma se mantiene su atracción.
El átomo nuclear Teoría atómica de Rutherford
El átomo nuclear Modelo atómico de Rutherford Comparado con un melocotón
+
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El átomo nuclear Tiempo después, Rutherford perfeccionó su
concepto del núcleo y por tanto su modelo de átomo.
Concluyó que el núcleo contenía partículas positivas llamadas protones.
Un protón es una partícula subatómica con carga de +1.
En 1932, el físico inglés, James Chadwick, demostró que el núcleo también contenía otra partícula subatómica neutra llamada neutrón.
El neutrón no tiene carga pero posee una masa casi igual a la del protón.
El átomo nuclear
Por tanto, las tres partículas subatómicas – electrón, protón y neutrón – constituyen los bloques funcionales de todos los átomos.
El núcleo, formado por protones y neutrones, forman el 99.97% de la masa del átomo.
Por esta razón, generalmente, la masa de los electrones, casi no se toma en consideración para determinar la masa del átomo.
Modelo atómico de Bohr
Este modelo se le compara con el sistema planetario.
Bohr proponía que los electrones se encuentran en niveles de energía (comparados con las órbitas de los planetas) dando vueltas alrededor del núcleo (que sería el sol) en un espacio vacío.
Proponía que los electrones permanecía en estos niveles y no salían de el.
Modelo atómico de Bohr
Niveles de energía (líneas)
Núcleo: Protónes y Neutrones
Electrones (girando)
Modelo Atómico de Nube de Electrones
Propuesto por Erwin Schrödinger, es el modelo actual del átomo.
Se le compara con aspas de un abanico al girar por la velocidad en que viajan los electrones alrededor de un pequeño y denso núcleo, formando una nube.
Propone un espacio amplio por donde se mueven los átomos
Modelo Atómico de Nube de Electrones
Protones
Neutrones