Download ¿Qué es el átomo?

República Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
Universidad de Oriente
Profesora.
Ayarit Suarez
Integrantes.
Sección 04
Galicia Claudia, CI. 26374550
Marino Marianyela, CI. 27110237
Pagola Heydrily, CI. 28030369
Salas Joenis, CI. 26599160
Ciudad Bolívar, Mayo 2017
¿Qué es el átomo?
Es la unidad más pequeña posible de un elemento químico. En la filosofía de la
antigua Grecia, la palabra "átomo" se empleaba para referirse a la parte de materia
más pequeño que podía concebirse. Esa "partícula fundamental", por emplear el
término moderno para ese concepto, se consideraba indestructible. De hecho, átomo
significa en griego "no divisible". El conocimiento del tamaño y la naturaleza del átomo
avanzó muy lentamente a lo largo de los siglos ya que la gente se limitaba a especular
sobre él. · En física y química, átomo (del latín atomus, y éste del griego άτομος,
indivisible) es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su
identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos.
Modelos de átomos hasta la actualidad.
Los filósofos griegos discutieron mucho acerca de la naturaleza de la materia y
concluyeron que el mundo era más simple de lo que parecía. Algunas de sus ideas de
mayor relevancia fueron:
En el siglo V a. C., 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). La
filosofía atomista de Leucipo y Demócrito podía 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.
En el siglo IV a. C., Empédocles postuló que la materia estaba formada por 4
elementos: tierra, aire, agua y fuego.
Aristóteles, posteriormente, postula que la materia estaba formada por esos 4
elementos, agregándole un quinto, el éter, pero niega la idea de átomo, hecho que se
mantuvo hasta 200 años en el pensamiento de la humanidad.
Teoría atómica de Dalton
En 1808, John Dalton (1766-1844), químico y físico británico, publicó su teoría
atómica, que retomaba las antiguas ideas de Leucipo y de Demócrito, luego de medir
la masa de los reactivos y productos de una reacción, y concluyó que las sustancias
están compuestas de átomos esféricos idénticos para cada elemento, pero diferentes
de un elemento a otro.
Según la teoría de Dalton:
- La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son
indivisibles y no se pueden destruir.
- Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí y tienen su propio peso y
cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes.
- Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones
químicas.
- Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
- Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y
formar más de un compuesto.
- Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos
distintos.
Sin embargo, este modelo desapareció ante el modelo de Thompson, ya que no
explica los rayos catódicos ni la radioactividad.
Modelo de Thompson
Luego del descubrimiento del electrón en 1897 por Joseph John Thomson, se
determinó que la materia se componía de dos partes, una negativa y una positiva. La
parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban según este
modelo inmerso en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel.
Modelo de Rutherford
Este modelo fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford a partir de los resultados
obtenidos en lo que hoy se conoce como el experimento de Rutherford en 1911.
Representa un avance sobre el modelo de Thomson, ya que mantiene que el átomo se
compone de una parte positiva y una negativa, sin embargo, a diferencia del anterior,
postula que la parte positiva se concentra en un núcleo, el cual también contiene
virtualmente toda la masa del átomo, mientras que los electrones se ubican en una
corteza orbitando al núcleo en órbitas circulares o elípticas con un espacio vacío entre
ellos. A pesar de ser un modelo obsoleto, es la percepción más común del átomo del
público no científico. Rutherford predijo la existencia del neutrón en el año 1920, por
esa razón en el modelo anterior (Thomson), no se habla de éste.
Por desgracia, el modelo atómico de Rutherford presentaba varias incongruencias:
Contradecía las leyes del electromagnetismo de James Clerk Maxwell, las cuales
estaban muy comprobadas mediante datos experimentales. Según las leyes de
Maxwell, una carga eléctrica en movimiento (en este caso el electrón) debería emitir
energía constantemente en forma de radiación y llegaría un momento en que el
electrón caería sobre el núcleo y la materia se destruiría. Todo ocurriría muy
brevemente. Además tampoco explicaba los espectros atómicos.
Modelo de Bohr
El modelo atómico de Rutherford fue aceptable para la época; sin embargo, aún
dejaba algunas preguntas. Por ejemplo, si los electrones giran en torno al núcleo en
una determinada órbita, necesitan cierta energía para efectuar dicho movimiento. ¿De
dónde sacan la energía? Hasta el momento, también se sabía que cada elemento
tiene un espectro de emisión característico, que nadie era capaz de explicar.
Modelo de Schrödinger: Modelo Actual
Luego de que Louis-Víctor de Broglie propuso la naturaleza ondulatoria de la materia
en 1924, la cual fue generalizada por Erwin Schrödinger en 1926, se actualizó
nuevamente el modelo del átomo. En el modelo de Schrödinger se abandona la
concepción de los electrones como esferas diminutas con carga que giran en torno al
núcleo, que es una extrapolación de la experiencia a nivel macroscópico hacia las
diminutas dimensiones del átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a los
electrones por medio de una función de onda, el cuadrado de la cual representa la
probabilidad de presencia en una región delimitada del espacio. Esta zona de
probabilidad se conoce como orbital.
La teoría atómica actual establece que el electrón tiene un comportamiento tanto de
onda como de partícula, lo que se conoce como comportamiento dual onda/partícula.
Por lo tanto, si es una onda tiene propiedades que lo caracterizan como longitud de
onda, frecuencia de una onda, energía que transporta. Mientras que si es una
partícula, además tiene una masa característica. La teoría cuántica reafirma la teoría
de Bohr señalando que los electrones se ubican en distintos niveles de energía, la cual
aumenta a medida que se alejan del núcleo. Cada nivel de energía tiene órbitas en las
cuales se encuentra en movimiento un electrón. Las formas de las órbitas dependen
del nivel de energía.
Estructura del átomo
En el átomo existen dos partes importantes: el núcleo y la corteza.
Núcleo: El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga
positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son
neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la
de un neutrón. Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el
mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo
distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z.
Corteza: La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los
electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran
alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la
de un protón. Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual
número de protones que de electrones. Así, el número atómico también
coincide
con
el
número
de
electrones.
Otras partículas subatómicas
Aparte del electrón, protón y neutrón existen otras partículas subatómicas, las
cuales son:
-Bosón
-Fermión
-Hadrón
-Leptón
-Mesón
-Positrón
-Neutrino
-Quark
Modelo cuántico del átomo
Se piensa en los electrones como ondas de materia probabilística utilizando la
longitud de onda de De Broglie, la ecuación de Schrödinger y el principio de
incertidumbre de Heisenberg. Estudiamos el espín del electrón electrón y el
experimento de Stern-Gerlach.
Puntos más importantes

Louis de Broglie propuso que todas las partículas podrían ser tratadas
como ondas de materia con una longitud de onda, dada por la siguiente
ecuación:
λ=mvh

Erwin Schrödinger propuso el modelo mecánico cuántico del átomo, el
cual trata a los electrones como ondas de materia.

La ecuación de Schrödinger, H^ψ=Eψ , se puede resolver para obtener
una serie de funciones de ondaψ , cada una de las cuales está asociada
con una energía de enlace electrónica, E

El cuadrado de la función de onda,^2ψ2 , representa la probabilidad de
encontrar un electrón en una región dada dentro del átomo.

Un orbital atómico está definido como la región dentro de un átomo que
encierra donde posiblemente esté el electrón el 90% del tiempo.

El principio de incertidumbre de Heisenberg afirma que no podemos
conocer tanto la energía como la posición de un electrón. Por lo tanto, a
medida que sabemos con mayor precisión la posición del electrón,
sabemos menos sobre su energía, y viceversa.

Los electrones tienen una propiedad intrínseca llamada espín, y un
electrón puede tener uno de dos posibles valores de espín: espín arriba
o espín abajo.

Cualesquiera dos electrones que ocupen el mismo orbital deben tener
espines opuestos.
Estudio del átomo
Esta pregunta que parece tan sencilla, no lo es, ya que El descubrimiento del
átomo fue un desarrollo muy lento, ya que la gente lo que hacía era especular
sobre el átomo. Una cosa es el descubrimiento y otra el descubrimiento del
átomo tal y como lo conocemos hoy en día.
Demócrito (450 años antes de Cristo) fue el primero en afirmar que la materia
está compuesta por átomos, y que estos eran indivisibles. Demócrito estaba
interesado en el descubrimiento de los primeros principios, esas sustancias a
las que todas las sustancias posteriores podrían reducirse esencialmente.
Mientras que los pensadores anteriores sugirieron cosas tales como el agua, el
aire y el fuego como primeras sustancias, Demócrito supuso que toda la
materia está compuesta por partículas sólidas, indivisibles e invisibles al ojo
humano, llamadas átomos. Por eso podríamos decir que fue el primero que
hablo del átomo como tal. Esto le hace ser considerado por muchos como la
persona que descubrió el átomo. Con Demócrito comienza la historia del
átomo, pero no tenía ninguna prueba experimental de su suposición.
Historia del átomo
Después de la suposición del Demócrito, ahí quedo la cosa hasta que Dalton,
en 1803 lanzó su teoría atómica de la materia y la demostró con múltiples
experimentos. En ella decía que todos los elementos que se conocen están
constituidos por átomos y que estos eran lo más pequeño en que se
podía dividir la materia, es decir eran indivisibles. Fue el primero en crear una
"Teoría
Atómica" llamada
Teoría
Atómica
de
Dalton.
Dalton utilizó su teoría para explicar y demostrar la existencia del átomo, más
o menos igual que Demócrito, pero con un montón de experimentos que se
habían hecho sobre los gases, y para calcular los pesos atómicos de los
elementos. La teoría atómica de Dalton era útil para muchos cálculos y
ayudaba a explicar una gran cantidad de datos. El error de su teoría era que
decía que el átomo era indivisible, cosa que hoy en día se ha demostrado que
es falso. Faltaba por descubrir el electrón, el protón, el neutrón y el núcleo del
átomo.
En 1906 J.J. Thomson, supuso que Dalton estaba equivocado, porque el
átomo estaba compuesto de electrones, partículas más pequeños que el
átomo. Los experimentos de Thomson mostraron que las partículas
negativas son todas iguales y más pequeñas que los átomos. Thomson llegó a
la conclusión de que las partículas negativas no podían ser las unidades
fundamentales de la materia, ya que eran todas iguales. En lugar de ello,
planteó que deberían ser parte de los átomos. Las partículas negativas fueron
más tarde llamadas electrones. Thomson
fue el descubridor del
electrón. Millikan,
lo
confirmó
veinte
años
después.
En 1911 Rutherford, lanzó la primera teoría sobre la estructura del átomo, en
ella decía que los electrones giraban alrededor del núcleo como si fuera un
sistema solar en miniatura. Fue el descubridor del núcleo del átomo. Esta teoría
se mantuvo hasta 1913, fecha en la cual Bohr, lanzó una nueva teoría atómica,
en ella decía que los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas y las
demás partículas se concentraban en el núcleo del átomo. Esta teoría fue y es
de
las
más
importantes,
llamada
Teoría
Atómica
de
Bohr.
Más tarde, En 1919, de nuevo Rutherford, descubrió que el núcleo de los
átomos estaba compuesto por protones, y que estos tenían carga positiva.
La teoría atómica de Bohr no era la definitiva, pero si la base de las teorías
actuales sobre el átomo. Y en 1932 Chadwick, descubrió el neutrón, una de las
partículas fundamentales de la materia que se encuentra en el núcleo del
átomo.
Resumen de la Historia del Átomo
- Demócrito descubrió el átomo de forma teórica.
- Dalton demostró la existencia del átomo con experimentos.
- Thomson descubre los electrones, con carga negativa dentro del átomo.
- Rutherford descubre el núcleo del átomo y los protones con carga positiva.
- Bohr descubre en su teoría que los electrones giran en órbitas alrededor del
núcleo del átomo. El resto se concentraban en el núcleo.
- Chadwick descubrió el neutrón, sin carga eléctrica pero con masa.
Estructura del átomo
En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.
El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva,
los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los
neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.
Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de
protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los
demás, es el número atómico y se representa con la letra Z.
La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con
carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La
masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón.
Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de
protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el número
de electrones.
Isotopos
La suma del número de protones y el número de neutrones de un átomo recibe
el nombre de número másico y se representa con la letra A. Aunque todos los
átomos de un mismo elemento se caracterizan por tener el mismo número
atómico,
pueden
tener
distinto
número
de
neutrones.
Llamamos isótopos a las formas atómicas de un mismo elemento que se
diferencian en su número másico.