TEORIA ATOMICA

Preparado por: MARCO ANTONIO MOTA

ARIAS

TEORIA ATOMICA

Preparado por: MARCO ANTONIO MOTA

ARIAS

Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la materia.qué estaba hecha la materia.

Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego DemócritoDemócrito consideró que la materia estaba constituida por consideró que la materia estaba constituida por pequeñísimas partículas que no podían ser divididas en pequeñísimas partículas que no podían ser divididas en otras más pequeñas. otras más pequeñas.

Por ello, llamó a estas partículas Por ello, llamó a estas partículas átomosátomos, que en griego , que en griego quiere decir "indivisible". quiere decir "indivisible".

Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles.eternos, inmutables e indivisibles.

Historia: modelos atómicosHistoria: modelos atómicos

Puede decirse que la química nace como Puede decirse que la química nace como ciencia a finales del siglo XVIII y principios del ciencia a finales del siglo XVIII y principios del XIX, con la formulación por Lavoisier, Proust y XIX, con la formulación por Lavoisier, Proust y Dalton, tras la Dalton, tras la experimentación cuantitativaexperimentación cuantitativa de numerosos procesos químicos, de las de numerosos procesos químicos, de las leyes leyes clásicas de la químicaclásicas de la química::

LEYES CLASICAS DE LA QUIMICALEYES CLASICAS DE LA QUIMICA

En el siglo XVIII, Antoine Lavoisier, considerado elEn el siglo XVIII, Antoine Lavoisier, considerado el

padre de la química moderna, estableció la padre de la química moderna, estableció la Ley deLey de

la conservación de la masala conservación de la masa , formulada en su, formulada en su

libro "Elementos químicos" (1789). En ella se dicelibro "Elementos químicos" (1789). En ella se dice

que que no se produce un cambio apreciable de la masano se produce un cambio apreciable de la masa

en las reacciones químicasen las reacciones químicas. .

  

LEYES CLASICAS DE LA LEYES CLASICAS DE LA QUIMICAQUIMICA Ley de la conservación de la masaLey de la conservación de la masaEn una reacción Química existen reactivos y productos En una reacción Química existen reactivos y productos

Los reactivos reaccionan para dar origen a los productos

Los productos se presentan en la

misma cantidad de acuerdo a los reactivos

LEYES CLASICAS DE LA QUIMICALEYES CLASICAS DE LA QUIMICA

2.2. L Ley de la composición definida o constante,ey de la composición definida o constante, establecida en 1801 por el químico francés Joseph establecida en 1801 por el químico francés Joseph Proust, establece que Proust, establece que un compuesto contiene siempre un compuesto contiene siempre los mismos elementos en la misma proporción de los mismos elementos en la misma proporción de masasmasas. .

Expresada de otra manera, cuando dos elementos se Expresada de otra manera, cuando dos elementos se combinan para dar un determinado compuesto lo combinan para dar un determinado compuesto lo hacen siempre en la misma relación de masas.  hacen siempre en la misma relación de masas.  

Cuando dos elementos se combinan para dar

un determinado compuesto lo hacen siempre en la misma relación de masas.  

Siempre que tengamos estas combinaciones,

obtendremos los mismos productos.

LEYES CLASICAS DE LA QUIMICALEYES CLASICAS DE LA QUIMICA

3.3. La La ley de las proporciones múltiplesley de las proporciones múltiples . . Formulada Formulada por el propio Dalton, se aplica a dos elementos que por el propio Dalton, se aplica a dos elementos que forman más de un compuesto: Establece que forman más de un compuesto: Establece que las las masas del primer elemento que se combinan con una masas del primer elemento que se combinan con una masa fija del segundo elemento, están en una masa fija del segundo elemento, están en una relación de números enteros sencillosrelación de números enteros sencillos..

La imagen del átomo expuesta La imagen del átomo expuesta por Dalton en su por Dalton en su teoría teoría atómicaatómica, para explicar las , para explicar las leyes de la Química, es la de leyes de la Química, es la de minúsculas partículas minúsculas partículas esféricas, indivisibles e esféricas, indivisibles e inmutables, iguales entre sí en inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico.cada elemento químico.

1808 1808 John DaltonJohn Dalton

Ya vimos las leyes clásicas de la Química, ahora estudiaremos algunos descubrimientos fundamentales que

respaldan la existencia del átomo y su estructura

En 1808, Dalton En 1808, Dalton publicó sus ideas publicó sus ideas sobre sobre el el modelo modelo atómico de la atómico de la materiamateria Los Los principios principios fundamentales de fundamentales de esta teoría son:esta teoría son:

1.1. La materia está formada por La materia está formada por minúsculas partículas indivisibles minúsculas partículas indivisibles llamadas llamadas átomosátomos..

2.2. Hay Hay distintas clases de átomosdistintas clases de átomos que se que se distinguen por su masa y sus propiedades. distinguen por su masa y sus propiedades. Todos los átomos de un elemento poseen Todos los átomos de un elemento poseen las mismas propiedades químicas. Los las mismas propiedades químicas. Los átomos de elementos distintos tienen átomos de elementos distintos tienen propiedades diferentes.propiedades diferentes.

3.Los 3.Los compuestoscompuestos se se forman al combinarse los forman al combinarse los átomos de dos o más átomos de dos o más elementos en elementos en proporciones fijas y proporciones fijas y sencillas. De modo que en sencillas. De modo que en un compuesto los átomos un compuesto los átomos de cada tipo están en una de cada tipo están en una relación de números relación de números enteros o fracciones enteros o fracciones sencillas.sencillas.

4.En las 4.En las reacciones químicasreacciones químicas , , los átomos se intercambian de los átomos se intercambian de una a otra sustancia, pero una a otra sustancia, pero ningún átomo de un elemento ningún átomo de un elemento desaparece ni se transforma desaparece ni se transforma en un átomo de otro elemento. en un átomo de otro elemento.

1897 1897 J.J. ThomsonJ.J. Thomson

Demostró que dentro de los Demostró que dentro de los átomos hay unas partículas átomos hay unas partículas diminutas, con carga diminutas, con carga eléctrica negativa, a las que eléctrica negativa, a las que se llamó se llamó electroneselectrones ..

De este descubrimiento dedujo que De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser una esfera de el átomo debía de ser una esfera de materia cargada positivamente, en materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados cuyo interior estaban incrustados los electrones. los electrones.

1911 1911 E. RutherfordE. Rutherford Demostró que los átomos Demostró que los átomos

no eran macizos, como se no eran macizos, como se creía, sino que están creía, sino que están vacíos en su mayor parte y vacíos en su mayor parte y en su centro hay un en su centro hay un diminuto diminuto núcleonúcleo..

Dedujo que el átomo debía Dedujo que el átomo debía estar formado por una estar formado por una cortezacorteza con los electrones con los electrones girando alrededor de un girando alrededor de un núcleo central cargado núcleo central cargado positivamente. positivamente.

Rutherford y sus colaboradores bombardearon una fina lámina de oro con

partículas alfa (núcleos de helio). Observaban, mediante una pantalla fluorescente, en qué medida eran

dispersadas las partículas.

La mayoría de ellas atravesaba la lámina metálica sin cambiar de dirección; sin embargo, unas pocas eran reflejadas hacia atrás con ángulos pequeños.

Éste era un resultado completamente inesperado, incompatible Éste era un resultado completamente inesperado, incompatible con el modelo de átomo macizo existente.con el modelo de átomo macizo existente.Rutherford demostró que la dispersión era causada por un Rutherford demostró que la dispersión era causada por un pequeño pequeño núcleo cargado positivamentenúcleo cargado positivamente , situado en el centro , situado en el centro del átomo de oro. De esta forma dedujo que la mayor parte del del átomo de oro. De esta forma dedujo que la mayor parte del átomo es espacio vacío átomo es espacio vacío

Observe que solo cuando el rayo choca

con el núcleo del átomo hay desviación.

1913 1913 Niels BohrNiels Bohr

Espectros atómicosEspectros atómicos discontinuos originados por discontinuos originados por la radiación emitida por los la radiación emitida por los átomos excitados de los átomos excitados de los elementos en estado elementos en estado gaseoso. gaseoso.

Propuso un nuevo modelo Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los atómico, según el cual los electrones giran alrededor electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles del núcleo en unos niveles bien definidos. bien definidos.

En el siglo XVII, Isaac Newton demostró que la luz En el siglo XVII, Isaac Newton demostró que la luz blanca visible procedente del sol puede blanca visible procedente del sol puede descomponerse en sus diferentes colores descomponerse en sus diferentes colores mediante un prisma. mediante un prisma.

El El espectroespectro que se obtiene es continuo; contiene que se obtiene es continuo; contiene todas las longitudes de onda desde el rojo al todas las longitudes de onda desde el rojo al violeta, es decir, entre unos 400 y 700 nm (1 nm violeta, es decir, entre unos 400 y 700 nm (1 nm -nanómetro- = 10-9 m).-nanómetro- = 10-9 m).En cambio la luz emitida por un gas incandescente En cambio la luz emitida por un gas incandescente no es blanca sino coloreada y el espectro que se no es blanca sino coloreada y el espectro que se obtiene al hacerla pasar a través de un prisma es obtiene al hacerla pasar a través de un prisma es bastante diferente. bastante diferente.

Es un Es un espectro discontinuoespectro discontinuo que consta de líneas o que consta de líneas o rayas emitidas a longitudes de onda específicas. Cada rayas emitidas a longitudes de onda específicas. Cada elemento (es decir cada tipo de átomos) posee un elemento (es decir cada tipo de átomos) posee un espectro característico que puede utilizarse para espectro característico que puede utilizarse para identificarlo. Por ejemplo, en el del sodio, hay dos líneas identificarlo. Por ejemplo, en el del sodio, hay dos líneas intensas en la región amarilla a 589 nm y 589,6 nm.intensas en la región amarilla a 589 nm y 589,6 nm.

Uno de los espectros atómicos más sencillos, y que más Uno de los espectros atómicos más sencillos, y que más importancia tuvo desde un punto de vista teórico, es el del importancia tuvo desde un punto de vista teórico, es el del hidrógeno. Cuando los átomos de gas hidrógeno absorben hidrógeno. Cuando los átomos de gas hidrógeno absorben energía por medio de una descarga de alto voltaje, emiten energía por medio de una descarga de alto voltaje, emiten radiaciones que dan lugar a 5 líneas en la región visible del radiaciones que dan lugar a 5 líneas en la región visible del espectro:  espectro:  

El modelo atómico de Rutherford no podía explicar estas El modelo atómico de Rutherford no podía explicar estas emisiones discretas de radiación por los átomos.emisiones discretas de radiación por los átomos.

Ya vimos las leyes clásicas de la Química, algunos descubrimientos fundamentales que respaldan la existencia del átomo , ahora introduzcámonos en la estructura

del átomo .

Un átomo es una entidad esférica , eléctricamente neutra , compuesta de un núcleo central cargado

positivamente rodeado por uno o mas electrones con

carga negativa.

Una nube de electrones con carga negativa

moviéndose rápidamente ocupando casi todo el volumen del átomo.

ESTRUCTURA DEL ATOMO Cada elemento químico Cada elemento químico

está constituido por está constituido por átomos. átomos.

Cada átomo está Cada átomo está formado por un núcleo formado por un núcleo central y 1 o más capas central y 1 o más capas de electrones. de electrones.

Dentro del núcleo Dentro del núcleo residen partículas residen partículas subatómicas: subatómicas:

protones (de carga +) yprotones (de carga +) y

neutrones (partículas del neutrones (partículas del mismo peso, pero sin mismo peso, pero sin carga).carga).

ESTRUCTURA DEL ATOMO

NUCLEO

PROTONES

NEUTRONES

ELECTRONES

Los átomos grandes Los átomos grandes albergan a varias albergan a varias órbitas o capas de órbitas o capas de electrones.electrones.

el orbital más externo el orbital más externo se llama la se llama la capa de capa de valenciavalencia, porque , porque determina cuantos determina cuantos enlaces puede formar enlaces puede formar un átomo un átomo

Los electrones giran Los electrones giran alrededor del núcleo en alrededor del núcleo en regiones del espacio regiones del espacio denominadas órbitas.denominadas órbitas.

En el átomo distinguimos dos partes: En el átomo distinguimos dos partes: El El NúcleoNúcleo Y La Y La CortezaCorteza

El núcleo El núcleo es la parte central es la parte central del átomo y contiene partículas del átomo y contiene partículas con carga positiva, los con carga positiva, los protonesprotones, y partículas que no , y partículas que no poseen carga eléctrica, es poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los decir son neutras, los neutronesneutrones ..

La masa de un protón es La masa de un protón es aproximadamente igual a la de aproximadamente igual a la de un neutrón.un neutrón.

La corteza La corteza es la parte exterior es la parte exterior del átomo. En ella se del átomo. En ella se encuentran los encuentran los electroneselectrones , , con carga negativa. Éstos, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. giran alrededor del núcleo.

La masa de un electrón es La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la unas 2000 veces menor que la de un protón.de un protón.

Todos los átomos de un Todos los átomos de un elemento químico tienen en el elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de núcleo el mismo número de protones. Este número, que protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es lo distingue de los demás, es el el número atómiconúmero atómico y se y se representa con la letra representa con la letra ZZ. .

SIMBOLO DEL ELEMENTO

NUMERO ATOMICO

NUMERO MASICO

EA

Z

NUMERO ATOMICO

NUMERO MASICO

La suma del número de protones + neutrones

Número que es igual al número total de protones en el núcleo del átomo.

Es característico de cada elemento químico y representa una

propiedad fundamental del átomo:

su carga nuclear.

EEA

Z

PARA EL ELEMENTO QUE PARA EL ELEMENTO QUE CONTIENE CONTIENE

Numero atómicoNumero atómico ==

Cantidad de protones en el Cantidad de protones en el núcleo = núcleo = 7979

Numero de masaNumero de masa = =

Suma Protones + Neutrones = Suma Protones + Neutrones = 79 + 118 = 79 + 118 = 197197

NeutronesNeutrones = =

Numero de masa – Protones =Numero de masa – Protones =

197-79 = 197-79 = 118118

Cantidad de electrones Cantidad de electrones = 79 = 79 Cantidad de protones = Cantidad de protones = 7979

Por esto es átomo es Por esto es átomo es eléctricamente neutroeléctricamente neutro

79 p118n

Encuentre

DE ACUERDO A LA INFORMACION ANTERIOR DIGA DE QUE DE ACUERDO A LA INFORMACION ANTERIOR DIGA DE QUE ELEMENTO SE TRATAELEMENTO SE TRATA

En la tabla periódica En la tabla periódica encontramos esta encontramos esta información para cada información para cada elementoelemento

79 p79 p 118n118n

Los elementos se ubican en orden creciente de su numero atómico en la

tabla periódica

Los elementos se ubican en orden creciente de su numero atómico en la

tabla periódica

El elemento El elemento de número de número atómico = atómico = 79 es 79 es

¿En que ¿En que grupo está el grupo está el elemento?elemento?

Au = oro Au = oro

Está en el grupo IB por tanto es un metal

de transición

Está en el grupo IB por tanto es un metal

de transición

¿En que ¿En que periodo está periodo está el elemento?el elemento?

11

22

33

44

55

66

77

Está en el periodo 6 , por tanto tiene 6 electrones en su

ultima capa

Está en el periodo 6 , por tanto tiene 6 electrones en su

ultima capa

DESARROLLE EL SIGUIENTE EJERCICIODESARROLLE EL SIGUIENTE EJERCICIO

Si28

14 Numero atómicoNumero atómico Numero de masaNumero de masa Cantidad de electronesCantidad de electrones NeutronesNeutrones En que grupo y periodo En que grupo y periodo

esta el elementoesta el elemento

Encuentre

ISOTOPOSISOTOPOS Aunque todos los átomos de un mismo elemento se Aunque todos los átomos de un mismo elemento se

caracterizan por tener el mismo número atómico, caracterizan por tener el mismo número atómico, pueden tener distinto número de neutrones. pueden tener distinto número de neutrones.

Llamamos Llamamos isótoposisótopos a las formas atómicas de un a las formas atómicas de un mismo elemento que se diferencian en su número mismo elemento que se diferencian en su número másico.másico.

Veamos un ejemploVeamos un ejemploTodos los átomos de Carbono tienen 6 Todos los átomos de Carbono tienen 6 protones en el núcleo (Z=6), pero solo: protones en el núcleo (Z=6), pero solo:

El 98.89% de carbono natural tiene 6 El 98.89% de carbono natural tiene 6 neutrones en el núcleo A=12neutrones en el núcleo A=12

Un 1.11% tiene 7 neutrones en el núcleoA= 13.

Una cantidad aun menor 0.01% tiene 8Una cantidad aun menor 0.01% tiene 8Neutrones A= 14 Neutrones A= 14

Todos los átomos de un elemento son idénticos en Todos los átomos de un elemento son idénticos en número atómico pero no en su masa atómica número atómico pero no en su masa atómica

Número atómico es igual al

número total de protones en el

núcleo del átomo

Masa atómica también peso atómico, es el promedio de las masa de los isotopos encontrados naturalmente

de un elemento pesado de

acuerdo con su abundancia

Los isotopos de un elemento son átomos Los isotopos de un elemento son átomos que tienen diferente número de neutrones que tienen diferente número de neutrones y por tanto una masa atómica diferente.y por tanto una masa atómica diferente.

ISOTOPOS DEL HIDROGENOISOTOPOS DEL HIDROGENOEl número de

neutrones puede variar, lo que da lugar a isótopos

con el mismo comportamiento

químico pero distinta masa. El

hidrógeno siempre tiene un protón en

su núcleo, cuya carga está

equilibrada por un electrón.

Símbolo de un elemento : Se utiliza : Se utiliza para designar a un para designar a un elemento que es elemento que es diferente a otro, y en diferente a otro, y en general representa el general representa el nombre del este en nombre del este en latín o en ingles por latín o en ingles por ejemplo:ejemplo:

HEMOS ESTUDIADO EL ATOMO , AHORA ENCONTREMOS UTILIZANDO LO APRENDIDO LA FORMULA Y PESO MOLECULAR DE UN COMPUESTO

Previo a ello recordemos Carbono - CCarbono - C viene del latín viene del latín

carbo, ”rescoldo”carbo, ”rescoldo”

Mercurio - Hg Mercurio - Hg , se nombra , se nombra por el planeta , pero su símbolo por el planeta , pero su símbolo revela su nombre original revela su nombre original hhidraidraggyrunyrun..

El HidrógenoEl Hidrógeno se basa en una se basa en una acción química ,del griego acción química ,del griego hidroshidros=agua y =agua y genesgenes generador generador

CloroCloro del griego chloros= del griego chloros= amarillio-verdosoamarillio-verdoso

Fórmula Química Fórmula Química Indica el numero relativo de átomos de cadaIndica el numero relativo de átomos de cada

Elemento en una sustancia Elemento en una sustancia

¿Cuál es el origen del nombre del Germanio , Einstenio, Curio ,el Sodio y el Terbio?

Na2SO4 (s)

No. de átomos

Tipos de átomos

Estado

En este caso vemos que existen en el compuesto 3 tipos diferentes de elementos:

Sodio (Na)

Azufre (S)

Oxígeno (O)

Na2SO4 (s)

No. de átomos

Pasos para encontrar el peso fórmula:

1. Determinar cuantos átomos de cada elemento hay en la formula

En este compuesto existen:En este compuesto existen:

2 átomos de Sodio (Na)2 átomos de Sodio (Na)

1 átomo de Azufre (S)1 átomo de Azufre (S)

4 átomos de Oxígeno (O)4 átomos de Oxígeno (O)

2. Multiplicamos el número de átomos con su respectivo peso

atómico (el peso atómico aparece en la tabla periódica)

En este compuesto existen:En este compuesto existen:

2 átomos de Sodio (Na) y el peso atómico del sodio es de 22.99 g2 átomos de Sodio (Na) y el peso atómico del sodio es de 22.99 g

1 átomo de Azufre (S) y el peso atómico del Azufre es de 32.07 g1 átomo de Azufre (S) y el peso atómico del Azufre es de 32.07 g

4 átomos de Oxígeno (O) y el peso atómico del Oxigeno es de 16 g4 átomos de Oxígeno (O) y el peso atómico del Oxigeno es de 16 g

Calculamos Calculamos

2 átomos 2 átomos Sodio (Na) * 22.99 g = 45.98 gSodio (Na) * 22.99 g = 45.98 g

1 átomo de Azufre (S) * 1 átomo de Azufre (S) * 32.07 g = 32.07 g

4 átomos de Oxígeno (O) * 16 g = 64 g4 átomos de Oxígeno (O) * 16 g = 64 g

Sumando los resultados anterioresSumando los resultados anteriores

45.98 g 45.98 g

32.07 g

64 g 64 g

142.05 g142.05 g es el peso formula o peso molecular. es el peso formula o peso molecular.

Na2SO4

ENCUENTRE EL PESO FORMULA DE LOS SIGUIENTES COMPUESTOENCUENTRE EL PESO FORMULA DE LOS SIGUIENTES COMPUESTO

ELEMENTO NUMERO DE ATOMOS PESO ATOMICO TOTAL

El ozono O3 , contribuye al smog, componente natural de la estratosfera que absorbe la radiación solar dañina

La Glucosa , azúcar presente en la mayoría de las frutas con formula C6H12O6

ELEMENTO NUMERO DE ATOMOS PESO ATOMICO TOTAL