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Subdirección de Educación
Departamento de Educación Contratada
Colegio CAFAM “Bellavista” CED
GUIA DE APRENDIZAJE
Guía No: 3
Fecha:
Pensamiento:
Docente: Vicente Castellanos Castro
Científico tecnológico
Asignatura: Química
Grado: Noveno
Saber-Saber: Reconocer algunos aspectos históricos sobre la estructura y el modelo del átomo para la
construcción de conceptos químicos.
Saber Hacer: Identificar algunos conceptos químicos que en el transcurso del tiempo han tenido
distintas transformaciones en relación con el concepto del átomo.
Saber Ser: Valorar y reconocer la historia de las ciencias como fundamento de la ciencia y tecnología
actual.
ACTIVADOR COGNITIVO
1. Determine ¿cuál de estas dos ardillas
llegara al centro y se comerá las
bellotas?
2. Encuentre las cinco diferencias entre las
ardillas
3. Coloree los cinco animales ocultos en el
árbol
ACCESO A LA INFORMACION
Prerrequisitos y preconceptos:
La historia de la química
La historia de la química abarca un periodo de tiempo muy grande que va desde la prehistoria hasta el presente,
y está ligada al desarrollo del hombre y su conocimiento de la naturaleza. Las civilizaciones antiguas ya usaban
tecnologías que demostraban su conocimiento de las transformaciones de la materia, y algunas servirían de
base a los primeros estudios de la química. Entre ellas se cuentan la extracción de los metales de sus menas, la
elaboración de aleaciones como el bronce, la fabricación de cerámica, esmaltes y vidrio, la fermentación de la
cerveza y el vino, la extracción de sustancias de las plantas para usarlas como medicinas o perfumes y la
transformación de las grasas en jabón.
Ni la filosofía ni la alquimia, la protociencia química, fueron capaces de explicar la naturaleza de la materia y sus
transformaciones. Sin embargo, a base de realizar experimentos y registrar sus resultados los alquimistas
establecieron los cimientos de la química moderna. El punto de inflexión se produjo con la obra de 1661, The
Sceptical Chymist (El químico escéptico) de Robert Boyle, donde separó claramente la química de la alquimia, y
en adelante la química aplicaría el método científico en sus experimentos. Se considera que la química alcanzó el
rango de ciencia de pleno derecho con las investigaciones de Antoine Lavoisier, en las que basó su ley de
conservación de la materia, entre otros avances que asentaron los pilares fundamentales de la química. A partir
del siglo XVIII la química adquiere definitivamente las características de una ciencia experimental moderna. Se
desarrollaron métodos de medición más precisos que permitieron un mejor conocimiento de los fenómenos y se
desterraron creencias no demostradas. La historia de la química se entrelaza con la historia de la física, como en
la teoría atómica, y en particular con la termodinámica desde sus inicios con el propio Lavoisier, y especialmente
a través de la obra de Willard Gibbs.
Nueva Información:
El átomo en la antigüedad
En el siglo V a. C., el filósofo griego Leucipo sostenía que había un sólo tipo de materia y pensaba que si
dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas, obtendríamos un trozo que no se podría cortar más.
Demócrito llamó a estos trozos átomos ("sin división"). El concepto de átomo de Leucipo fue retomado por su
estudiante más destacado el filósofo Demócrito.
La filosofía atomista de Leucipo y Demócrito podría resumirse en:
1. Los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos e invisibles.
2. Los átomos se diferencian en su forma y tamaño.
3. Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos.
La teoría atómica de Dalton
En 1808, John Dalton publicó su teoría atómica, que retomaba las antiguas ideas de Leucipo y de Demócrito.
Según la teoría de Dalton:
Los elementos están formados por partículas diminutas, indivisibles e inalterables llamadas átomos.
Dalton estableció un sistema para designar a cada átomo de forma que se pudieran distinguir entre los distintos
elementos.
Los átomos de un mismo elemento son todos iguales entre sí en masa, tamaño y en el resto de las propiedades
físicas o químicas. Por el contrario, los átomos de elementos diferentes tienen distinta masa y propiedades.
De la teoría atómica de Dalton se pueden obtener las siguientes definiciones:
- Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que conserva sus propiedades.
- Un elemento es una sustancia pura que está formada por átomos iguales.
- Un compuesto es una sustancia que está formada por átomos distintos combinados en una relación numérica
sencilla y constante.
Modelos atómicos
En Ciencia, un modelo intenta explicar una teoría mediante una comparación. Un modelo será tanto más
perfecto cuanto más claramente explique los hechos experimentales. El modelo es válido mientras explica lo
que ocurre en los experimentos; en el momento en que falla, hay que modificarlo.
Modelo atómico de Thomson
Por ser tan pequeña la masa de los electrones, el físico inglés J. J. Thomson supuso, en 1904, que la mayor parte
de la masa del átomo correspondía a la carga positiva, que, por tanto, debía ocupar la mayor parte del volumen
atómico. Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran
incrustados los electrones (como las pasas en un pudin).
Este modelo permitía explicar varios fenómenos experimentales como la electrización y la formación de iones:
La electrización: Es el exceso o la deficiencia de electrones que tiene un cuerpo y es la responsable de su carga
eléctrica negativa o positiva.
La formación de iones: Un ion es un átomo que ha ganado o ha perdido electrones. Si gana electrones tiene
carga neta negativa y se llama anión y si pierde electrones tiene carga neta positiva y se llama catión.
Modelo atómico de Rutherford
El modelo de Thomson tuvo una gran aceptación hasta que, en 1911, el químico y físico inglés Ernest Rutherford
y sus colaboradores llevaron a cabo el "Experimento de Rutherford" por medio del cual se diseño el modelo
atómico de Rutherford.
El Modelo atómico de Rutherford o modelo nuclear establece que:
- El átomo tiene un núcleo central en el que están concentradas la carga positiva y casi toda la masa.
- La carga positiva de los protones del núcleo se encuentra compensada por la carga negativa de los electrones,
que están fuera del núcleo.
- El núcleo contiene, por tanto, protones en un número igual al de electrones del átomo.
- Los electrones giran a mucha velocidad alrededor del núcleo y están separados de éste por una gran distancia.
Modelo atomico de Sommerfeld
El físico alemán Arnold Sommerfeld, crea en 1916, el modelo atómico que lleva su nombre, para dar algunas
mejoras al modelo atómico de Bohr, ayudándose de la relatividad de Albert Einstein, teoría que había conocido al
entrar como profesor en la Universidad de Munich, cuando aun la teoría de la relatividad no estaba aceptada.
El modelo atómico de Bohr, tenía algunas insuficiencias, ya que aunque funcionaba perfectamente para el átomo
de hidrógeno, no funcionaba de igual manera para dar explicación a los espectros realizados para otros átomos
de otros elementos, donde se veía claramente que los electrones de un mismo nivel energético poseían
diferentes energías. Lo cual hacía evidente, que algo faltaba en ese modelo.
Sommerfeld, llegó a la conclusión, de que este comportamiento de los electrones se podía explicar, diciendo que
dentro de un mismo nivel de energía existían distintos subniveles energéticos, lo que hacía que hubiesen
diversas variaciones de energía, dentro de un mismo nivel teóricamente, Sommerfeld había encontrado que en
algunos átomos, las velocidades que experimentaban los electrones llegaban a ser cercanas a la de la luz, así
que se dedicó a estudiar los electrones como relativistas.
Fue en 1916 cuando Sommerfeld perfeccionó el modelo atómico de Bohr, intentando solucionar los dos defectos
principales de ese modelo. De este modo, hizo dos básicas modificaciones:
 Los electrones describían órbitas cuasi- elípticas.
 Velocidades relativistas.
Sommerfeld defendió, que el núcleo de los átomos no es permanece quieto, sino que ya sea electrón o núcleo,
ambos realizan un movimiento entorno al centro de masas del sistema, que se encontrará cercano al núcleo
debido a que posee una masa miles de veces mayor que la masa del electrón. Esto hacía coincidir las
frecuencias calculadas con las experimentadas.
Las líneas espectrales se desdoblaban y para explicar este punto, Sommerfeld, usando buenos espectroscopios,
supuso que los electrones podían tener orbitas tanto elípticas como circulares. Añade el número cuántico
secundario ( l) e indica en la órbita del electrón, el momento angular de éste como, hallando los subniveles de
energía para cada nivel cuántico.
Modelo atómico cuántico
La teoría de Bohr explicaba muy bien lo que sucedía con el átomo de hidrógeno, pero se presentó inadecuada
para esclarecer los espectros atómicos de otros átomos con dos o más electrones.
Hasta 1900 se tenía la idea de que la luz poseía carácter de onda. A partir de los trabajos realizados por Planck y
Einstein, este último propuso que la luz sería formada por partículas-onda, o sea, según la mecánica cuántica, las
ondas electromagnéticas pueden mostrar algunas de las propiedades características de partículas y vice-versa.
La naturaleza dualistica onda-partícula pasó a ser aceptada universalmente. En 1924, Louis de Broglie sugirió
que los electrones hasta entonces considerados partículas típicas, poseerían propiedades semejantes a las
ondas.
A todo electrón en movimiento está asociada una onda característica (principio de dualidad). Entonces, ¿si un
electrón se comporta como onda, como es posible especificar la posición de una onda en un instante dado?
Podemos determinar su comportamiento de onda, su energía, o mismo su amplitud sin embargo, no hay
posibilidad de decir exactamente donde está el electrón.
Además de esto, considerándose al electrón una partícula, esta es tan pequeña que, si intentásemos determinar
su posición y velocidad en un determinado instante, los propios instrumentos de medición irían a alterar esas
determinaciones.
Así es que Heisenberg enunció el llamado “Principio de Incertidumbre” No es posible determinar la velocidad y
la posición de un electrón, simultáneamente, en un mismo instante.
En 1926, Erwin Schrödinger, debido a la imposibilidad de calcular la posición exacta de un electrón en la
electrosfera, desarrolló una ecuación de ondas (ecuación muy compleja, envolviendo el cálculo avanzado y no
intentaremos desarrollarla aquí), que permitía determinar la probabilidad de econtrar el electrón en una region
dada del espacio. Así, tenemos que la región del espacio donde es máxima la probabilidad de encontrar el
electrón es llamada de Orbital.
Para
profundizar
en
el
tema
de
los
modelos
atómicos
consulta
http://quimica.laguia2000.com/general/modelo-atomico-de-sommerfeld#ixzz38upEERuk
esta
página
web:
Integración:
1. Realice una linea de tiempo donde escriba los eventos más importantes que han contribuido para la
construcción actual del concepto del átomo.
2. En un octavo de cartulina realice una caricatura sobre la historía del átomo.
ACCESO AAPLICACIÓN
LA INFORMACION
Recordación:
Refinamiento:
Realice un cuadro comparativo de los diferentes modelos atómicos de la historia.
Construcción en Pequeño Grupo
Realicen un modelo del átomo actual en 3d utilizando materiales reciclables.
RECAPITULACIÓN
Socialización al Gran Grupo:
Se presenta el modelo del átomo en 3d en forma de galería.
Verificación:
Revisión de todos los puntos de la guía.
Construcción del modelo del átomo.
Reflexión: resuelve en el cuaderno
1.
2.
3.
4.
¿Qué sabia?
¿Qué se?
Mi participación en el equipo de trabajo fue…
¿En qué situaciones de mi realidad como persona puedo aplicar lo aprendido?
Regulación:
Criterios de
evaluación
Concepto de átomo
Modelos atómicos
Cambios en los
conceptos químicos
Niveles de desempeño
Excelente
90 - 99
Bueno
75 - 89
Aceptable
68 - 75
Reconoce y explica el
concepto de átomo
Reconoce el
concepto de átomo
Identifica algunas
propiedades de los
átomos.
Identifica y reconoce la
importancia de los
diferentes modelos
atómicos de la historia.
Identifica los
diferentes modelos
atómicos de la
historia.
Comprende que los
modelos atómicos
han cambiado con el
tiempo.
Advierte que los
conceptos científicos
cambian con el tiempo y
que ese cambio genera
beneficios para la
humanidad.,
Comprende que los
conceptos
científicos cambian
con el tiempo.
Reconoce algunos
cambios en los
conceptos científicos
con respecto al
tiempo.
Motivo de reelaboración
Presenta dificultades para
identificar las
propiedades de los
átomos.
No comprende la
importancia que han
tenido los diferentes
modelos atómicos en la
historia.
No comprende que los
conceptos científicos
cambian con el tiempo.