Download modelos atómicos

Las teorías fundamentales de la química, consideran que todas las sustancias
están formadas por partículas pequeñísimas llamadas moléculas, las cuales a su
vez están constituidas por partícula más pequeñas llamadas átomos.
MOLÉCULA: Es la
partícula más pequeña de
una sustancia que
podemos separar de un
cuerpo sin alterar su
composición química.
Las propiedades de la molécula están
determinadas por el número , tipo y
arreglo de los átomos que la forman
Así, las molécula de los elementos se
componen de una sola clase de átomos,
mientras que las moléculas de un
compuesto están constituídas por dos o
más clases de átomos
Ejemplo: La molécula del oxígeno (O2)
está constituída por dos átomos de
oxígeno, la molécula del cloruro de sodio
(NaCl) está constituida por un átomo de
sodio y un átomo de cloro
ÁTOMO: Es la mínima partícula de un elemento que conserva las propiedades de
dicho elemento
ELEMENTO: Es una sustancia que no puede descomponerse químicamente
en otras más simples, formadas de átomos iguales.
Los elementos se representan por símbolos. Ejemplos:
HIDRÓGENO: H
COBRE: Cu
COMPUESTO: Son sustancias formadas por moléculas
de dos o más clases de átomos, siempre en la misma
proporción; o sea que está formado por dos o más
elementos de la tabla periódica y su característica es
que tiene una fórmula química.
EJEMPLO: El agua es un
compuesto formado por
hidrógeno y oxígeno en
proporción de 2 a 1, (en
número de átomos) :
H2O
MEZCLA: Unión física de dos o más sustancias que conservan sus propiedades.
Ejemplo:
Cuando los hombres empezaron a preguntarse
cómo estaría conformada la materia, también se
plantearon respuestas probables a esta pregunta
que se llamaron hipótesis. Éstas se han plasmado
en modelos, que son caminos simples de mostrar
un pensamiento y a los científicos les han servido
para explicar sus ideas
El modelo atómico actual no es el mismo de hace
100 años, ha cambiado mucho debido a las
observaciones de muchas personas, pero tampoco
podemos asegurar que no seguirá modificándose.
Ahora, vamos a conocer los diferentes modelos atómicos
propuestos por científicos en orden cronológico.
DEMÓCRITO: Filósofo griego del año 460 a 370 a.d.n.e. que
planteó la hipótesis de que la materia estaba formada por
partículas diminutas, indivisibles e indestructibles y las
llamó átomos.
Como te darás cuenta en
esa época no se realizaban
experimentos para
demostrar las ideas.
Aristóteles y Platón negaron su teoría sobre los átomos, ellos
decían que la materia estaba formada por cuatro sustancias
fundamentales:
MODELO ATÓMICO DE DALTON: Físico y químico
británico (1766-1844) , sus primeros estudios fueron
acerca de la atmósfera y el daltonismo. Sin embargo
también se interesó por saber cómo estaba formada la
materia y fue el primero en concluir en 1808 la existencia
de los átomos, pero también pensaba que los átomos de
cada elemento tenían peso y tamaño parecidos y se
imaginó a lo átomos como pequeñísimas esferas duras y
que se unen por una fuerza misteriosa de atracción.
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON
PROPUESTAS
-Los elementos están formados por partículas minúsculas, separadas, indivisibles, e
indestructibles, también los llamó átomos.
- Todos los átomos de un elemento son iguales.
-Los átomos de un elemento, en comparación con otro, tienen pesos diferentes. Al estudiar el
hidrógeno, se dio cuenta de que era el más ligero y lo tomó como base para determinar el peso de
otros elementos.
-Ningún átomo puede ser cambiado por otro.
-ERRORES
-Los átomos sí son divisibles, pues se pueden separar en protones, electrones y neutrones y
actualmente en quarks.
-Los átomos de un elemento sí pueden ser diferentes, pues existen isótopos.
-Actualmente los pesos atómicos ya no están basados en el hidrógeno, sino en el carbono.
-Al descubrirse la radioactividad en 1896, se supo que los átomos si pueden transformarse en
otro elemento.
MODELO ATÓMICO DE THOMSON
Su modelo es una teoría sobre la estructura atómica
propuesta en 1904. Thomson descubrió el electrón en
1897 mucho antes del descubrimiento del protón y del
neutrón. Después de sus descubrimientos en 1904,
propuso un modelo atómico donde el átomo estaba lleno
de una sustancia positiva y en ella se encontraban
sumergidos los electrones, lo cual parece un budín con
pasas adentro, el budín sería el átomo y las pasas los
electrones y protones.
El modelo de Thomson también presentó varios errores, como el que
las cargas positivas no se encuentran llenando el átomo. Sin embargo
esa era la representación de los hechos que se conocían hasta ese
tiempo.
MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD
Antes de estudiar a Rutherford, hay que
mencionar dos descubrimientos muy
importantes para llegar al modelo
propuesto por él.
1.- Los rayos X descubiertos por William
Röentgen en 1895 y la emisión de partículas a
partir de compuestos de uranio por Becquerel
en 1896, a lo que su discípula María Curie llamó
RADIACTIVIDAD.
2.- Rutherford, encontró en 1899 que las
sustancias radiactivas producían emanaciones
de tres tipos: rayos alfa, beta y gama.
En 1911, Rutherford propuso otro modelo atómico, como resultado de
sus experimentos al bombardear láminas muy delgadas de oro y platino
con partículas alfa. La mayor parte de ellas atravesaban la lámina sin
sufrir cambio de dirección y unas cuántas se desviaban de su
trayectoria, algunas en ángulos superiores a los 90°. Supuso que el
átomo era en su mayor parte un espacio vacío, que en el núcleo se
concentraba la masa con carga positiva y girando a su alrededor en
trayectorias diferentes, los electrones con carga negativa.
MODELO ATÓMICO DE BOHR
Tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, Bohr trató de incorporar en él la
teoría de “cuantos de energía” desarrollada por Planck y el efecto fotoeléctrico de Einstein.
En 1913 Bohr postuló la idea de que el átomo es un pequeño sistema solar con un pequeño
núcleo en el centro y una nube de electrones que giran alrededor del núcleo en órbitas
circulares concéntricas. Hasta aquí, todo es parecido al modelo de Rutherford.
Lo original de la teoría de Bohr es que afirma:
1.- que los electrones solamente pueden estar en órbitas fijas
muy determinadas, negando todas las demás.
2.- que en cada una de estas órbitas, los electrones tienen
asociada una determinada energía, que es mayor en las
órbitas más externas.
3.- que los electrones no irradian energía al girar en torno al
núcleo.
4.- que el átomo emite o absorbe energía solamente cuando un
electrón salta de una órbita a otra.
5.- que estos saltos de órbita se producen de forma
espontánea.
6.- que en el salto de una órbita a otra el electrón no pasa
por ninguna órbita intermedia.
Continuamos con Bohr…
Bohr suponía que los electrones se movían alrededor del núcleo en la misma forma que la
Tierra gira alrededor del Sol. Enunció que la fuerza de atracción del núcleo (+) sobre los
electrones es exactamente igual a a la fuerza centrífuga, la cual impulsa los electrones
hacia afuera. Supuso que la energía de los electrones está cuantizada, tiene ciertos valores
definidos que corresponden a los niveles de energía, el valor energético de estos niveles
aumenta a medida que se alejan del núcleo.
A cada nivel se le asignó un número llamado número cuántico principal y se representa por la
letra n, que toma los valores de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7… partiendo del nivel más cercano al núcleo
hacia afuera. También suelen usarse las letras K, L, M, N, O, P, Q… para designar los
estados de los niveles.
EL NÚMERO MÁXIMO DE ELECTRONES posibles en
cada nivel está dado por la fórmula 2n2 , por lo tanto:
 En el nivel 1 tenemos 2(1)2 = 2 e En el nivel 2 tenemos 2(2)2 = 8 eEn el nivel 3 tenemos 2(3)2 = 18 eEn el nivel 4 tenemos 2(4)2 = 32 eEsta regla no se aplica para calcular el número de
electrones en los niveles de energía superiores.
En el séptimo nivel sólo se aceptan 8 electrones como
máximo.
MODELO ATÓMICO MECÁNICO CUÁNTICO
El modelo atómico de Bohr explicó muy bien la estructura del átomo del hidrógeno, pero no pudo
aplicarse a otros elementos más complejos. Pero los científicos nunca se cansan de buscar
explicaciones a lo que sucede a la naturaleza. Broglie, Schrödinger y Heisenberg, realizaron
estudios que sirvieron para conformar el modelo atómico que se acepta actualmente y que
requiere cálculos matemáticos muy elevados.
Los trabajos de cada uno de ellos fueron:
En 1924, Broglie propuso que un rayo de electrones podía presentar
características de onda y comportarse como un haz de luz.
En 1926 Schrondinger desarrolló ecuaciones matemáticas con las cuales
obtuvo valores
que corresponden a las regiones donde hay más
probabilidades de encontrar un electrón alrededor del núcleo.
En 1927, Heinsenberg formuló el Principio de Incertidumbre que lleva su
nombre, en el que establece que, ya que el electrón puede actuar como
partícula y onda, no es posible establecer su posición y trayectoria con
precisión.
El modelo
cuántico dice:
a).- El átomo está compuesto por una nube de carga positiva donde se encuentra
la mayor parte de la masa y una nube electrónica que lo rodea.
b).- El núcleo está compuesto por protones, neutrones y otras partículas
subatómicas.
c).- La nube electrónica se describe por los cuatro número cuánticos (n, l, m, s).
d).- Los números cuánticos determinanlos niveles energéticos, los subniveles, la
orientación, la forma probable de los orbitales y el número de electrones que
ocupa cada orbital. Un orbital se define como la región del espacio donde es más
probable de encontrar un electrón o REEMPE: región espacio-energético de
manifestación probabilística electrónica.
e).- La descripción del modelo utiliza, además de una figura, una notación para su
estructura, llamada configuración electrónica cuántica, que se basa en los
factores antes mencionados que veremos en el tema de los números cuánticos.
f).- El modelo atómico actual semeja una galaxia en el espacio, pues por su
constante y rápido movimiento, los electrones semejan una nube.
fin