Download Historia: modelos atómicos

TEORIA
ATOMICA
DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRON
¡¡ERROR!!



Dalton creía que el átomo era indivisible.
Con los fenómenos eléctricos se llegó a la
conclusión de que debían existir partículas
más pequeñas que el átomo, responsables
del comportamiento eléctrico.
La experiencia de Thomson demostró la
existencia de esas partículas y las llamó
electrones.
EXPERIENCIA DE THOMSON (año 1897)
Tubos de descarga


TUBOS DE DESCARGA :
• Tubos de vidrio
• Gas en el interior a muy baja presión
• Un polo positivo (ánodo) y otro negativo (cátodo)
• Se hace pasar una corriente eléctrica con un elevado
voltaje.
OBSERVACIÓN:
• Se emitían unos rayos desde el polo negativo hacia el
positivo (*),
http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/el_atomo/electron.htm?2&1
(*) por eso los llamó rayos catódicos.
EXPERIENCIA DE THOMSON

CONCLUSIÓN
• NOTA: Las partículas que se emitían eran las mismas siempre,
cualquiera que fuese el gas del interior del tubo.
En el interior de todos los átomos existen una
ó más partículas con carga negativa y se les
dió el nombre de ELECTRONES.
MASA Y CARGA DEL ELECTRÓN

En 1911 Robert Milikan midió la carga del
electrón.
carga del e- = - 1,602 . 10-19 C

Al estudiar las desviaciones que se producían en
los rayos catódicos al colocar un imán alrededor,
Thomson consiguió medir la relación carga/masa
de las partículas que formaban los rayos. Con lo
cual se pudo deducir la masa del electrón:
masa del e- = 9,1096 . 10-31 Kg
DESCUBRIMIENTO DEL PROTÓN

Como la materia solo muestra sus propiedades
eléctricas en determinadas condiciones (por
ejemplo después de ser frotada), debemos pensar
que la materia es NEUTRA. Por tanto,
Los átomos tienen que tener partículas con
carga positiva, y se las llamó PROTONES.
Además la materia tendrá IGUAL NÚMERO DE
CARGAS POSITIVAS QUE NEGATIVAS.
MASA Y CARGA DEL PROTÓN

El protón tiene la misma carga que el electrón,
pero positiva:
carga del protón = - 1,602 . 10-19 C

La masa del protón es 1840 veces mayor que
la del electrón.
masa del protón = 1,6748 . 10-27 Kg
ORDEN DE MAGNITUD DE ÁTOMOS Y PARTÍCULAS SUBATÓMICAS:
http://ntic.educacion.es/w3//eos/MaterialesEducativos/mem2000/materia/web/index.htm
MODELO DE THOMSON

1897
J.J.
Thomson

Basado en la experiencias hasta
el momento:
• descubrimiento del electrón
(partícula con carga -)
• descubrimiento del protón
(partícula con carga +)
• Masa del p+ >>>masa del e• Átomo es neutro
(nº cargas += nº cargas -)

Es el primer modelo de cómo es
el átomo por dentro.
MODELO DE THOMSON
Modelo atómico de
Thomson, también
conocido como el modelo
del pudín de pasas:
El átomo es una esfera
maciza de carga
positiva, e insertados
en ella, repartidos
uniformemente están
los electrones.
MODELO DE THOMSON
¿en verdad son
los átomos
como BOLAS
MACIZAS?
Para comprobar
si el modelo de
Thomson era
cierto,
Rutherford
realizó la
siguiente
experiencia …..
EXPERIENCIA DE LA LAMINA DE ORO

1911
Ernest
Rutherford
Consiste en “bombardear”
una lamina de oro con
partículas alfa (α) y
observar la trayectoria que
seguían éstas al chocar con
la lámina de oro.
EXPERIENCIA DE LA LAMINA DE ORO

Material para la experiencia :


Emisor de partículas alfa: material radiactivo (por ej. mineral
de uranio)
Bloque de plomo con un orificio (*)
(*) Absorbe todas las radiaciones excepto las que salen por el orificio.


Lámina de oro
Película fotográfica (**)
(**) las partículas que llegaban a la película fotográfica la velaban
¿QUIÉNES SON LAS PARTÍCULAS ALFA?
LAS PARTÍCULAS ALFA NO SE VEN
La radiación alfa es la emisión
de núcleos de Helio totalmente
ionizados (*).
Estos núcleos están formados
por dos protones y dos
neutrones.
Se generan habitualmente en:
• reacciones nucleares
• de forma espontánea en la
desintegración radiactiva de
núcleos de átomos pesados
(proceso de fisión nuclear).
El núcleo atómico emite una
partícula alfa y se transforma en
un núcleo con 4 uma.
(*) Es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente..
EXPERIENCIA DE LA LAMINA DE ORO


OBSERVACIÓN:
La mayor parte de las partículas
alfa atravesaban la lámina de oro
SIN DESVIARSE *. (resultado esperado)


Unas pocas partículas atravesaban
la lámina pero se desviaban
ligeramente**.
Una de cada 10.000 partículas alfa
rebotaba ** en la lámina de oro y
volvía hacia atrás.
(resultado inesperado)
(**)Sólo era posible si las partículas alfa (cargados positivamente) CHOCAN Ó PASAN CERCA de una
gran masa y además de carga también positiva, para que fueran repelidas.
MODELO DE RUTHERFORD

CONCLUSIONES:
El átomo consiste en:
1. Una pequeña zona con mucha
masa y carga positiva, a la
que llamó NÚCLEO, y en la
que se encontrarían los
protones.
2. Una CORTEZA exterior en la
que situaban los electrones.
3. La corteza y el núcleo están
muy separados, es decir EL
ATOMO ESTARÍA
PRÁCTICAMENTE HUECO.
DESCUBRIMIENTO DEL NEUTRÓN

A Rutherford no le salían las cuentas:
m átomo > m protones + m electrones
Más concretamente, la masa del átomo era prácticamente el doble de la masa de los protones.


Además, ¿cómo es posible que puedan
permanecer los protones, siendo cargas del mismo
signo, tan juntas y en un espacio tan reducido? (*)
CONCLUSIÓN:
En el núcleo debían existir otras partículas de
masa similar a la de los protones, pero
neutras (sin carga), a las que llamó
NEUTRONES.
(*) Los neutrones evitarían que los núcleos se desintegrasen como consecuencia de la gran repulsión
electrostática a la que están sometidos los protones entre sí.
MASA Y CARGA DEL NEUTRÓN


En 1932, fue J. Chadwick quién logró identificar
el neutrón.
El neutrón no tiene carga:
carga del neutrón = 0

La masa del neutrón se puede considerar igual
a la del protón.
masa del neutrón = 1,675 . 10-27 Kg
CARACTERIZACIÓN DE LOS ÁTOMOS:
NÚMERO ATÓMICO Y NÚMERO MÁSICO
RECORDEMOS…



Sabemos que toda la materia, está formada
por átomos.
Ya se han descubierto el electrón, el protón
y el neutrón, dentro del átomo.
Además, tal como dijo Dalton, los átomos de
un mismo elemento son iguales entre sí. Y los
átomos de elementos distintos son diferentes
entre sí. Pero…
¿En que se diferencian los átomos de un
elemento de los de otro elemento químico
diferente?
Identificando los elementos

Todos los átomos de un elemento tienen en
común EL NÚMERO DE PROTONES de su
núcleo, llamado Número Atómico. (*)
Es decir:
NÚMERO ATÓMICO es el número de protones
de un átomo se representa por la letra Z.
Es decir, un elemento químico se caracteriza
por su Nº Atómico.
(*) Por tanto los átomos de un elemento tienen distinto nº de protones de los de otro
elemento químico.
La masa de los átomos…

Como la masa de los electrones es muy pequeña
comparada con la masa de los protones o la de los
neutrones, se puede considerar que:
m

átomo
=m
protones
+m
electrones
+m
neutrones
La masa de un átomo viene caracterizada
por un número, el número Másico.
NÚMERO MÁSICO es la suma del número de
protones y de neutrones que tiene un átomo. Se
representa por la letra A.
Si al Nº Neutrones
lo representamos
por la letra N,
entonces:
Nº PROTONES + Nº NEUTRONES
NUMERO
MASICO
A=Z+N
A
Nº PROTONES.
NUMERO
ATOMICO
Z
E
SIMBOLO DEL
ELEMENTO
¿Cómo conozco “E”, “Z” y “A”?


Todo elemento químico viene designado por “E”, su
símbolo químico.
Todos los elementos conocidos se pueden ver o buscar
en una Tabla: TABLA PERIÓDICA DE LOS
ELEMENTOS.
En La tabla periódica aparecen
ORDENADOS todos los elementos químicos,
POR ORDEN CRECIENTE DE SU Nº ATÓMICO
“Z”. (*)

En la tabla, para cada elemento, además de “E”, puedo
ver su: “Z” y también su “A” (a veces, en vez de “A”,
se muestra el Peso Atómico del elemento)
(*) observa: “K” es el Potasio, tiene Z=19, al lado está “Ca” , Calcio, con Z= 20, y así
sucesivamente
SÍMBOLOS QUÍMICOS




Símbolo de un
elemento:
Letra /s que se
utilizan para designar
a un elemento
químico que es
diferente a otro.
En general representa
el nombre de éste en
latín o en ingles por
ejemplo:
Carbono - C
viene
del latín carbo,
”rescoldo”

Mercurio - Hg

El Hidrógeno se basa
, se
nombra por el planeta ,
pero su símbolo revela
su nombre original
hidragyrun.
en una acción química
,del griego hidros=agua y
genes generador

Cloro
del griego
chloros= amarilli
verdoso
EN LA TABLA PERIÓDICA
NUMERO
ATOMICO
PESO
ATOMICO
(sin
decimales)
≈ Nº Másico
ISOTOPOS


Dalton, en su Teoría Atómica, dijo que
“todos los átomos de un mismo elemento
tenían la misma masa”
¡¡ERROR!!
Aunque todos los átomos de un mismo
elemento se caracterizan por tener el
mismo “Z”, pueden tener distinto número
de neutrones.
Llamamos isótopos a los átomos de un mismo
elemento con igual nº protones (Z), pero distinto nº
de neutrones, y por ello, diferente nº másico (A).
ISOTOPOS DEL HIDROGENO
Al tener igual nº
de protones,
todos los isótopos
tienen el mismo
comportamient
o químico.
En cambio, el
tener diferente nº
de neutrones
influye en que
poseen distinta
masa.
Todos los átomos
de hidrógeno
siempre tiene un
protón en su
núcleo, cuya
carga está
equilibrada por un
electrón.
ISOTOPOS DEL CARBONO

En la naturaleza encontramos 3 isótopos
del carbono. Todos ellos tienen 6 protones
en el núcleo (Z=6), pero el:
12
• 98.89% tiene 6 neutrones,
6 C
por tanto A=12
• 1.11% tiene 7 neutrones,
14
esto es A= 13.
6 C
• 0.01% tiene 8 Neutrones,
es decir A= 14
16
6
C
Determinación de la masa de un
elemento químico
Ejemplo: ISOTOPOS DEL CARBONO
Como la mayoría de los elementos están formados
por varios isótopos, éstos en distinta proporción en
la naturaleza, la masa de un elemento se halla
haciendo la media ponderada de todos ellos. Veamos
el ejemplo del carbono:
EJERCICIOS DE ISOTOPOS
Ejercicios 44, 45 (pág. 93)
Ejercicio 46 (pág. 94) (*)
(*) Es igual que el ejercicio resuelto de la pág. 85, tomarlo
como modelo