Modelos atómicos 8° básico...1.4 Modelo atómico de Bohr • El electrón del átomo de...
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Modelos atómicos
8° básico
Objetivos de aprendizaje
• Conocer los distintos modelos atómicos.
• Definir términos y conceptos utilizados en teoría atómica.
• Describir la estructura del átomo y sus dimensiones comparadas
con la materia macroscópica.
• Recordar el concepto de número atómico y de número másico.
• Establecer el número de partículas subatómicas en un átomo.
• Identificar los distintos tipos de átomos, tales como isótopos,
isóbaros e isótonos.
Inicios…
• Grecia, unos 400 años a. C., cuando Leucipo y su discípulo Demócrito de Abdera se hicieron las siguientes preguntas:
¿cómo es la estructura de la materia?,
¿de qué está formada?
Ante el desconcierto de sus discípulos,
• Demócrito propuso que la materia se formaba de pequeñísimas partículas indivisibles
Teoría de Dalton
Postulados
La materia esta compuesta de átomos, los cuales no pueden
ser creados ni destruidos
Los átomos de una misma sustancia son
idénticos entre sí
Los átomos se combinan en números enteros y
sencillos
Los átomos pueden combinarse en más de una razón de números enteros
y sencillos.
• Thomson propuso el primer modelo atómico.
• En su modelo los átomos están formados por
una esfera uniforme cargada positivamente, en
la cual se encuentran incrustados los
electrones, de carga negativa.
• Descubrió el electrón.
• Midió la relación carga/masa del electrón.
Premio Nobel de
Física, 1906
Joseph John Thomson (1856-1940)
Físico británico
Modelo atómico de Thomson, también llamado budín de pasas
1.2 Modelo atómico de Thomson
En los tubos de descargas se producen dos tipos de
radiaciones: rayos catódicos y rayos canales.
Los rayos catódicos tienen carga negativa, ya
que se desvían hacia la placa positiva cuando
se conecta un campo eléctrico: Los rayos
catódicos están formados por electrones.
Los rayos canales tienen carga positiva, ya
que se desvían hacia la placa negativa
cuando se conecta un campo eléctrico: Los
rayos canales están formados por protones.
Rayos catódicos
Rayos canales Campo eléctrico
1.3 Modelo atómico de Rutherford
• Rutherford propuso el modelo nuclear del átomo.
• En su modelo la mayor parte de la masa del
átomo y toda su carga positiva, se concentra en
una región muy pequeña a la que llamó núcleo.
• Los electrones están moviéndose
constantemente alrededor del núcleo.
• La mayor parte del átomo es espacio vacío.
Premio Nobel de
Química, 1908
Ernest Rutherford (1871-1937)
Físico y químico neozelandés
Base del descubrimiento:
núcleo
Comparación
1.4 Modelo atómico de Bohr
• El electrón del átomo de hidrógeno gira alrededor
del núcleo en orbitas circulares estacionarias
• Los electrones solo pueden existir en ciertas
orbitas discretas.
• Los electrones están restringidos a ciertos estados
cuantizados.
Premio Nobel de
Física, 1922
Niels Bohr (1885- 1962)
Físico danés
Base del descubrimiento:
órbitas cuantizadas
Los postulados de Bohr
• Los electrones giran alrededor del núcleo enórbitas.
• Cuando un electrón gira en un nivel de energíadeterminado no emite ni absorbe energía,sino que presenta un “estado estacionario”,conocido como estado basal
• Cuando el átomo absorbe energía, el electrónsalta a un nivel más externo; si el electrónregresa a un nivel interno, emite energía(estado exitado)
• Propuso un nuevo modelo atómico, según elcual los electrones giran alrededor del núcleoen unos niveles bien definidos.
Niveles de
Energía “n”
Tienen menos
energíaTienen
mas
energía
12
3 4
ESTADO BASAL O ESTACIONARIO
ESTADO EXCITADO
Absorbe
energía
LIBERA ENERGÍA
Disposición de los electrones según Bohr
Se sabe que existe un número máximo deelectrones por nivel (2n2)
• Por lo tanto, para:
n = 1 2 · 12 = 2 electrones
n = 2 2 · 22 = 8 electrones
n = 3 2 · 32= 18 electrones
n = 4 2 · 42 = 32 electrones
Aporte y Falencias en los modelos atómicos
APORTE FALLA
Primer modelo que plantea No explicó el enlace químico ni las
la existencia de electrones interacciones electrostáticas
AP
OR
TE
FUE EL PRIMER MODELO ÁTOMICO QUE PROPUSO LA EXISTENCIA DEL NÚCLEO EN EL ÁTOMO. DESCRIBIÓ CORRECTAMENTE LA UBICACIÓN DE ELECTRONES Y PROTONES EN EL ÁTOMO
FALLA
NO EXPLICÓ LA INTERACCIÓN ELECTRÓN-NÚCLEO. PARA LA FÍSICA CLÁSICA LA ATRACCIÓN ENTRE ELECTRÓN Y NÚCLEO PROVOCARÍA UN COLAPSO
DEL ÁTOMO. EL MODELO NO ACLARÓ POR QUÉ EL ELECTRÓN NO PIERDE ENERGÍA AL ORBITAR ALREDEDOR DEL NÚCLEO
Thomson
Rutherford
1.5 Modelo mecánico cuántico
• La energía presente en los electrones los lleva a
comportarse como ondas (comportamiento dual).
• Los electrones se mueven alrededor del núcleo en
zonas de mayor probabilidad.
• Plantea una ecuación de onda, la cual, conduce a una
cuantificación de la energía que depende de ciertos
números enteros, estos son los números cuánticos.
Premio Nobel de
Física, 1933
Louis-Victor de Broglie
(1892- 1987)
Físico francés
Erwin Schrödinger
(1887- 1961)
Físico austriaco
Premio Nobel de
Física, 1929Werner Heisenberg
(1901- 1976)
Físico alemán
Premio Nobel de
Física, 1932
Principio de incertidumbre de Heisenberg:
“Es imposible medir simultáneamente de
forma precisa la posición y el momento lineal
(velocidad) de una partícula.”
APORTE
•Describió la relación entre los espectros de emisión y los niveles de energía en los que se ubican los electrones.
•Utilizó la cuantización de la energía como concepto fundamental para describir la trayectoria y posición alrededor del núcleo.
FALLA
•El modelo sólo logró explicar de manera satisfactoria los átomos hidrogenoides, para aquellos con más de un electrón sólo pudo predecir el número máximo
por nivel (2n2). El modelo, además,
planteaba que la órbita de los electrones era circular (radio fijo). El modelo de Bohr fue el último intento de modelar el átomo usando física clásica.
Bohr
Síntesis de la clase
¿A qué modelo de constitución de la materia pertenece cada esquema?
Dalton
(1803)Thomson
(1904)
Rutherford
(1911)
Bohr
(1913)
Mecano-
cuántico
Modelo atómico
Átomo
Divisible en
Protón ElectrónNeutrón
carga: +1
masa: 1
carga: 0
masa: 1
carga: – 1
masa: 1/1840
Núcleo Nube electrónica
Síntesis de la clase
2.1 El átomo• El átomo es la unidad de materia más
pequeña.
• No es posible dividir un átomo mediante
procesos químicos.
• El átomo está compuesto por un núcleo,
en el que se concentra casi toda su masa,
rodeado por una nube de electrones.
• El núcleo atómico está formado por
protones, con carga positiva y neutrones,
eléctricamente neutros.
• Los electrones, cargados negativamente,
permanecen ligados al núcleo mediante la
fuerza electromagnética.
2. Estructura atómica
2.2 Partículas subatómicas
Partícula Masa (g) Masa (uma) Carga (C)Carga (eV)
Masa (relación)
Símbolo
Protón 1.672622x10-24 1.007276 1.6022x10-19 +1 1 p+
Neutrón 1.674927x10-24 1.008665 0 0 1 n
Electrón 9.109383x10-28 0.005485-1.6022x10-19 -1 1/1840 e-
2.3 Núcleo atómicoNúmero atómico (Z):
• Número de protones del átomo.
• Indica el elemento al que pertenece el átomo.
Número másico (A):
• Suma de protones y neutrones del átomo.
• Indica la masa del átomo
ZXA
2.4 Átomos e iones
Átomo negativo
• Átomo con mayor número de
electrones que de protones.
• e- > p+
• denominados aniones.
Átomo neutro
• Átomo con número de electrones
igual al de protones.
• e- = p+
Átomo positivo
• Átomo con menor número de
electrones que de protones.
• e- < p+
• denominados cationes.
Protones Neutrones Electrones
12 12 10
35 44 36
Protones Neutrones Electrones16 2
8O
8 8 10
Protones Neutrones ElectronesTi48
22 22 26 22
Protones Neutrones Electrones79
35 Br
24 2+
12 Mg
• Corresponden a átomos que tienen el mismo
número atómico pero diferente número
másico.
• Por ejemplo, existen tres isótopos de
hidrógeno. Se conocen como hidrógeno,
deuterio y tritio.
3.1 Isótopos
Solo 21 elementos
poseen un
solo isótopo natural
3. Tipos de átomos
• Se denominan isóbaros a los distintos núcleos atómicos con el
mismo número másico (A), pero diferente número atómico (Z).
• Las especies químicas son distintas, pero la cantidad de protones y
neutrones es tal que, a pesar de ser distinta entre los dos isóbaros, la
suma es la misma.
3.2 Isóbaros
• Son átomos diferentes, por lo tanto, tienen diferente número atómico,
también tienen diferente número másico, pero, tienen el mismo
número de neutrones.
• Número de protones difiere entre átomos.
3.3 Isótonos
Regla nemotécnica
ISÓTONOS
ISÓTOPOS
ISÓBAROS
Igual número de neutrones (N)
Igual número deprotones (P)
Igual númeromásico (A)
ISÓTONOS
ISÓTOPOS
ISÓBAROS
Ejemplos
isótopos
isótopos
isótonos
isóbaros
H H 3
1
1
1
B N 12
5
14
7
C C 14
6
12
6
Pd Ag 107
46
107
47
EComprensión
Las especies neutras
tienen igual número de
A) protones.
B) neutrones.
C) electrones.
D) protones + electrones.
E) protones + neutrones.
Fuente: DEMRE – U. DE CHILE. Proceso de admisión 2008
Cl y S 35
17
35
16
E
E
C
A
A