COMO SE DESCUBRIO EL ATOMO?

Transcripción

1 COMO SE DESCUBRIO EL ATOMO? OBJETIVO: Caracterizar la estructura interna de la materia, basándose en los modelos atómicos desarrollados por los científicos a través del tiempo

2 Átomo: Unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades. La palabra proviene del (del latín atomus, y éste del griego άτομος, indivisible).

3 Breve historia hasta llegar al átomo. Las teorías de los griegos estaban basadas en el pensamiento abstracto y no en la experimentación. La existencia del átomo no quedo demostrada hasta TEORIA DE LEUCIPO Y DEMOCRITO La palabra átomo fue utilizada por Demócrito en el s. V a.c. para explicar la naturaleza y composición de la materia. LEUCIPO Y DEMÓCRITO (V A.C.): La subdivisión de la materia produciría al cabo átomos que significan sin corte, indivisibles. Cómo podría una materia (cuchillo) penetrar en una (manzana) si no existiesen espacios vacíos?

4 TEORIA DE LOS CUATRO ELEMENTOS ARISTOTELES (IV A.C.): La materia era continua, podía dividirse infinitamente en partículas más y más pequeñas. El modelo que se aceptó y transmitió durante más de 2000 años fue el expuesto por Aristóteles en el s IV a.c. Todas las sustancias están constituidas por la combinación de 4 elementos: agua, fuego, aire y tierra, los cuales se forman por estados intermedios. Frio, húmedo, seco y cálido Frio + húmedo= agua Cálido + húmedo= aire Cálido + aire = fuego Frio + seco = tierra

5 Sin embargo, hubo personas dedicadas al estudio y transformación de los materiales que se llamaron alquimistas. Los alquimistas estuvieron rodeados de grandes polémicas, llegando incluso a estar prohibidas sus prácticas. Los alquimistas descubrieron nuevos elementos que incorporaron a los cuatro de Aristóteles. Descubrieron el oro (Au), la plata (Ag), el cobre (Cu), el estaño (Sn), el hierro (Fe), el plomo (Pb), el mercurio (Hg), el azufre (S) y la sal (cloruro sódico, NaCl).

6 DALTON ( ) Fue el primero en formular un modelo atómico con bases científicas. Propuso una TEORÍA ATOMICA, demostrando que es posible determinar las masas relativas de los átomos de diferentes elementos. Según Dalton, cada elemento estaba formado por átomos que son químicamente idénticos entre sí y diferentes de los átomos de los demás elementos.

7 Teoría de Dalton Dalton retoma las teorías de Demócrito y Leucipo Los elementos están formados por partículas discretas, diminutas, e indivisibles llamadas átomos, que permanecen inalterables en cualquier proceso químico. Los átomos de un mismo elemento son todos iguales entre sí en masa, tamaño y en cualquier otra propiedad física o química. En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen, solo cambian su distribución. Los compuestos químicos están formados por "átomos de compuesto, todos iguales entre sí, en proporciones definidas y constantes.

8 Principales postulados de Dalton de su teoría atómica toda la materia está formada por átomos. los átomos son partículas diminutas e indivisibles. los átomos de un elemento son idénticos y poseen igual masa. los átomos de diferentes elementos se combinan de acuerdo a números enteros y sencillos, formando los compuestos. en una reacción química se produce un reordenamiento de átomos. en una reacción química los átomos no se crean ni se destruyen.

9 Símbolos químicos de J. Dalton: Dalton propone símbolos para designar a los átomos.

10 Qué aciertos y debilidades tuvo la teoría de Dalton? A pesar de los avances planteados por Dalton, la teoría también presento algunos inconvenientes que luego fueron descubiertos: Aciertos 1.- La materia se compone de partículas muy pequeñas llamadas átomos 2.- Los átomos se combinan en una razón de números enteros y sencillos 3.- En una reacción química no existe pérdida de masa 4.- Un compuesto posee los mismos elementos en igual proporción de masa Debilidades 1.- Planteo que los átomos no se pueden dividir. Hoy se sabe que los átomos si son divisibles: posee una estructura interna formada por otras partículas 2.- indico que los átomos de un mismo elemento no pueden presentar diferentes masa y propiedades. Hoy en día se conocen los isótopos 3.- Sostuvo que los átomos de un elemento no pueden convertirse en átomos de otro elemento. Hoy se conocen las reacciones nucleares 4.- No considero la unión de dos átomos del mismo tipo ( moléculas diatomicas) como el O2, H2, N2, entre otras.

11 NATURALEZA ELECTRICA DE LA MATERIA En el modelo propuesto por Thomson (MODELO DEL BUDIN DE PASAS) el átomo esta compuesto por electrones de carga negativa en un átomo de carga positiva, como las pasas en un pudín. Thomson descubre la existencia del electrón a través del experimento del tubo de rayos catódicos.

12 Teoría de J.J.Thomson Descubre los rayos catódicos en 1897 a partir del tubo de descarga Electrones Carga negativa Observo que con el paso de corriente eléctrica se producían rayos luminosos. Los rayos viajaban del catodo(-) al anodo(+) a los que llamo RAYOS CATODICOS. Como eran desviados con un imán, concluyo que eran materia y los denomino ELECTRONES Primeras partículas subatómicas confirmadas experimentalmente.

13 Modelo atómico de J. Thomson Denominado Pastel de pasas La masa corresponde a la carga positiva y las pasas son las cargas negativas. Propone que la cantidad de cargas positivas es igual a la cantidad de cargas negativas. Thomson propone: Los átomos son electrones incrustados en una masa con carga positiva

14 CONCLUSIONES EXPERIMENTO DE THOMSON Rayos catódicos son desviados por campos eléctricos y magnéticos, y cargaban negativamente a metales, los rayos son partículas con carga negativa y masa, descubrimiento del electrón. Carga del electrón: - Masa del electrón: 9,10x10-28 g (2000 veces mas pequeña que de un átomo de H). Si hay cargas negativas, hay igual numero de cargas positivas: nube de carga positiva (Modelo de pudin de pasas de Thomson)

15 Experimento de Goldstein Estudia rayos canales y descubre los protones (p+) Los rayos viajaban desde el ánodo(+) al cátodo(-), poseen carga (+), se denominaron rayos canales y son desviados por un imán lo que demuestra que es una partícula a la que llamo protones. Carga positiva Protones

16 GOTITAS DE ACEITE: EXPERIENCIA DE MILLIKAN Thomson no pudo determinar la carga y la masa del electrón por su cuenta. En 1911, el físico estadounidense Robert Millikan,logro medir la carga del electrón a través de su experimento de la gota de aceite, el que consistió en dejar caer gotas de aceite controlando su velocidad con un campo eléctrico. Al estar cargadas negativamente, las gotas caían mas despacio ya que eran atraídas por las placas positivas. Cuando se igualaba la fuerza de gravedad con las fuerzas eléctricas, las gotas quedaban estacionarias. Así, se pudo calcular la carga y la masa del electrón empleando los resultados de Thomson y Millikan.

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18 Teoría de E. Rutherford Al disparar contra una lámina de oro, Rutherford encontró que algunos rayos se desviaban de su trayectoria A partir de este descubrimiento Rutherford concluyó que: El átomo debe poseer un núcleo, con lo cual se desterraba la teoría de Thomson

19 Resultados del experimento de Rutherford: -La mayoría de las partículas alfa atravesaban la lamina. -Una pequeña parte atravesaban la lamina y se desviaban -Una mínima parte chocaba con la lamina y se devolvía hacia su origen

20 Modelo de Rutherford NÚCLEO Electrones giran en algún lugar Propone un núcleo central positivo, compacto, denso y de gran masa y los electrones girando alrededor del átomo entre los grandes espacios que allí existen.

21 Chadwick: Descubre los neutrones (1932) Estructura interna del neutrón formado por 3 quarks Posteriormente, en 1932, Chadwick descubre el neutrón, con lo cual la idea de átomo se estructura en base a protones y neutrones centrales, mas los electrones dando giros circulares en torno a este núcleo

22 Niels Bohr propuso un modelo atómico basado en tres postulados: En un átomo el electrón sólo puede tener ciertos estados de movimiento definidos y estacionarios, en cada uno de ellos tiene una energía fija y determinada. En cualquiera de esos estados, el electrón se mueve describiendo órbitas circulares alrededor del núcleo. Un electrón puede saltar de una órbita a otra absorbiendo ( si va hacia una órbita más exterior) o emitiendo (en caso contrario) un cuanto de radiación electromagnética de energía igual a la diferencia existente entre los estados de partida y de llegada

23 Modelos atómicos a través del tiempo

24 ÁTOMO MODELO MECANICO-CUANTICO (modelo actual) CORTEZA NÚCLEO MODELO MECANICO - CUÁNTICO

25 ACTIVIDADES: 1.Considerando lo planteado por Leucipo y Demócrito en el siglo V a.de C,responda las siguientes preguntas: a) Qué sucederá si se divide sucesivamente un trozo de plasticina en trozos pequeños?, hasta qué punto sepodrá dividir? b) Cómo llamó Demócrito a esta porción de materia?, qué significado tiene esa palabra? 2.- Explique el experimento de rayos catódicos realizado por Thomsom. Qué partícula fue descubierta con este experimento?

26 3.Dibuje el modelo atómico propuesto por Thomsom y explique cómo está formado. 4.- Eugen Goldstein, a fines del siglo XIX, trabajó con un tubo de descargas similar al que utilizó Thomsom, pero en esta ocasión hizo agujeros en el cátodo. Qué partícula descubierta mediante este experimento? Dibuje el esquema del montaje experimental y explíquelo con sus palabras. 5.- El experimentode Rutherford,representado por la siguiente figura, lleva a la formulación de un nuevo modelo atómico. Explique el experimento que realizó Ernest Rutherford sus principales conclusiones y el modelo atómico que él propone.

27 6.- Cuál es la principal diferencia entre el modelo de Rutherford y sus precesores? 7.- Por qué el modelo de Thomso no es válido en la actualidad? 8.- Qué tienen en común los modelos de Rutherford y Bohr?