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Física y Química 3º ESO
3.-Átomos
Índice: 1ª Parte Estructura del átomo
1. Teoría atómica de Dalton
2. Modelo atómico de Thomson
3. Modelo atómico de Rutherford
4. Partículas atómicas
5. Modelo atómico de Bohr
6. Modelo Actual
7. Identificación de los átomos
8. Masa atómica
Planificación:
a) Desarrollo: 19/11 18 /12
b) Examen : 19/12
1.-Teoría atómica de Dalton
TEORÍA ATOMISTA: El filósofo griego Demócrito, en el siglo IV a.C.,
pensaba que la materia estaba formada por pequeñísimas
partículas a las que llamó átomos (“indivisibles” en griego).
TEORÍA CONTINUISTA: Aristóteles rechazó la teoría atomista y
defendió que un cuerpo podía dividirse indefinidamente. Suponía
que la materia estaba formada por la combinación de cuatro
elementos: fuego, aire, tierra y agua.
Las ideas de Aristóteles se tomaron como ciertas hasta finales del
siglo XVIII.
1.- Teoría atómica de Dalton (2)
En 1808, John Dalton publicó su teoría atómica,
que retomaba las antiguas ideas de Demócrito:
1. La materia está formada por minúsculas
partículas indivisibles e inalterables llamadas
átomos.
2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí
(tienen igual masa y propiedades). Los átomos de elementos
distintos tienen propiedades diferentes.
3. Los compuestos se forman al combinarse átomos de dos o más
elementos en proporciones fijas.
4. En las reacciones químicas, los átomos se intercambian de una a
otra sustancia, pero ningún átomo se crea ni se destruye.
1.- Teoría atómica de Dalton (3)
2.- Modelo atómico de Thonsom
Descubrimiento del ELECTRÓN: Al final del s. XIX los experimentos
realizados sobre la conducción de la electricidad en los gases,
dieron como resultado el descubrimiento de los rayos catódicos.
J.J. Thomson demostró en 1897 que dichos rayos estaban
formados por pequeñas partículas con masa y carga negativa que
fueron bautizadas con el nombre de electrones.
2.- Modelo atómico de Thomson
En 1904, Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera
positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones,
más o menos como las uvas pasas en un pudin.
Este modelo del “pudin de pasas” de Thomson
era bastante razonable y fue aceptado durante
varios años, ya que explica varios fenómenos:
• Los átomos son eléctricamente neutros.
• La electrización de la materia.
• La formación de iones.
3.- Modelo de Rutherford
En 1911, E. Rutherford bombardeó una lámina muy fina de oro
con partículas alfa (positivas) procedentes de un material
radiactivo, a gran velocidad. El experimento permitió observar el
siguiente comportamiento en las partículas alfa:
•La mayoría de ellas atravesaban la lámina sin desviarse.
•Algunas de desviaban ligeramente.
•Una de cada 10 000 partículas rebotaron hacia atrás.
El comportamiento de las partículas no podía ser explicado con el
modelo de Thomson, así que Rutherford lo abandonó y sugirió
otro basado en el átomo nuclear.
3.- Modelo atómico de Rutherford
E. Rutherford, para explicar los resultados de su
experiencia, propuso en 1911 el llamado modelo
atómico nuclear:
•El átomo está formado por un núcleo y una corteza.
•El núcleo es la parte central, de tamaño muy
pequeño, que contiene los protones y neutrones (y
por tanto allí se concentra toda la carga positiva y
casi toda la masa del átomo).
•La corteza es casi un espacio vacío, inmenso en
relación con las dimensiones del núcleo. Los
electrones giran alrededor del núcleo, igual que los
planetas alrededor del Sol.
•La corteza tiene tantos electrones como protones
hay en el núcleo, así el átomo es eléctricamente
neutro.
4.- Las partículas atómicas (3)
Los átomos están formados por tres tipos de partículas:
•Electrones, con carga eléctrica negativa.
•Protones, con carga eléctrica positiva y una masa mucho mayor
que los electrones.
•Neutrones, sin carga eléctrica y con una masa similar a los
protones.
Modelo atómico de Bohr
El físico danés Niels Bohr realizó una serie de
estudios de los que dedujo que para los
electrones de la corteza no todas las órbitas son
posibles, sino que solo pueden girar en ciertas
órbitas de radios determinados.
En el átomo, los electrones se organizan en capas
o niveles de energía.
5.- Modelo atómico de Bohr (2)
La distribución de los electrones en las capas se
denomina configuración electrónica y se realiza
de la siguiente manera:
•En general una capa puede contener 2n²
electrones (n es el nº de capa) y comienza a
llenarse cuando la capa anterior está llena o
tiene 8 electrones.
•La 1ª capa puede contener, como máximo, 2
electrones.
•La 2ª capa puede contener, como máximo, 8 electrones. Comienza a llenarse una
vez que la 1ª ya está completa.
•La 3ª capa puede contener, como máximo, 18 electrones. Comienza a llenarse una
vez que la 2ª capa ya está completa.
6.- Modelo atómico actual
El átomo está formado por:
•Núcleo: Protones y Neutrones
•Corteza: Contiene los electrones (-)
•Los electrones no describen orbitas definidas
alrededor del núcleo, sino que se encuentran
distribuidos en unos orbitales, que son regiones
del espacio alrededor del núcleo donde es
probable encontrar al electrón.
•Los orbitales están agrupados en 7 niveles de
energía. Así el nivel 1 es el de menor energía
7.- Identificación de los átomos
Para representar un átomo se utilizan un símbolo y dos números:
Α
ΖX
•El símbolo, X, es el del elemento químico .
•El número atómico, Z, indica el número de protones del núcleo.
•El número másico, A, indica el número de protones más neutrones.
Todos los átomos que tienen el mismo número atómico pertenecen al
mismo elemento.
El número de neutrones N: es la diferencia entre el número másico, A, y
el número atómico, Z.
La masa de un átomo A, expresada en unidad de masa atómica (u), es
una cantidad similar al número másico, A.
A= Z+N
7.- Identificación de los átomos
Ejemplo 1: Señala el nº de protones , electrones y neutrones del
aluminio cuya representación es:
27
Al
13
a)Nº atómico Z= 13 tiene 13 protones
b) Nº másico A= 27 Protones y neutrones= 27
protones Z= 13
Neutrones N= A-Z= 27 – 13= 14 neutrones
7.- Identificación de los átomos
Ejemplo 2:Un átomo de cobalto tiene 27 protones, 27 electrones y
32 neutrones. Determina su número atómico, su número másico y
represéntalo simbólicamente.
a)Nº atómico Z es igual al nº de protones Z=27
b) Nº másico A es la suma del nº de protones y neutrones
 A= Z+N A= Protones y neutrones A= 27+32= 59
c) El símbolo del cobalto Co, por lo que su representación
simbólica de este átomo será:
59
Co
27
Identificación de los átomos (2)
ISÓTOPOS son átomos del mismo elemento que tienen igual número
atómico pero distinto número másico. Por tanto, se diferencian en el
número de neutrones.
Isótopos del Hidrógeno
Ion positivo o CATIÓN es un átomo que ha perdido electrones, y por
tanto, adquiere carga positiva.
Ion negativo o ANIÓN es un átomo que gana electrones, y entonces,
adquiere carga negativa.
Radiactividad y energía nuclear
RADIACTIVIDAD: es la emisión de partículas y radiaciones por
parte de algunos núcleos atómicos inestables. De esta forma los
núcleos de algunos elementos se transforman en núcleos de
átomos de otros elementos.
Las partículas y radiaciones emitidas pueden ser de tres tipos:
•Rayos alfa, α: constan de dos protones y dos neutrones, con lo
que tienen carga positiva.
•Rayos beta, β: son electrones (carga negativa) procedentes del
núcleo atómico.
•Rayos gamma, γ: Son radiaciones de alta energía y no tienen
carga eléctrica.
Radiactividad y energía nuclear (2)
Energía nuclear es la que se origina en los procesos de fisión y
fusión nuclear.
FISIÓN NUCLEAR: consiste en la fragmentación de un núcleo
pesado en otros dos núcleos de átomos más pequeños y varios
neutrones. En este proceso se desprende gran cantidad de
energía.
FUSIÓN NUCLEAR: consiste en la unión de varios núcleos ligeros
para formar otro mas pesado y estable, con gran desprendimiento
de energía.