MODELOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS ÁTOMOS

Transcripción

1 MODELOS Y CARACTERÍSTICAS DE LOS ÁTOMOS Modelo atómico actual DEMÓCRITO/ J.DALTON Cuál es su masa? Cómo es átomo? el MODELO DE THOMSON Qué son A y Z?? Cuáles son sus MODELO DE RUTHERFORD? MODELO DE BOHR dimensiones?

2 MODELO DE THOMSON «Teoría atómica» J.Dalton en 1808 La materia está compuesta por átomos indivisibles. Cada tipo de materia está constituido por una clase de átomos. A. Volta, H.Davy y M.Faraday Sus descubrimientos indican que A lo largo del siglo XIX El átomo tenía estructura interna (era divisible). En el año 1897,Thomson estudió la naturaleza de los rayos catódicos. Existen partículas con carga en todos los átomos (los electrones). Modelo de Thomson (1904) Materia cargada positivamente El átomo es una esfera maciza de carga +, en la que estaban incrustados los electrones de carga, de forma que el átomo es neutro. Electrón

3 MODELO DE RUTHERFORD Qué experimento llevó a Rutherford a pensar en un nuevo modelo? Modelo de Thomson «Modelo nuclear del átomo» Átomo Corteza: electrones (-) + Núcleo: concentra la carga (+) y casi toda la masa Descubrimiento del neutrón por Chadwick en Q neutrón = 0 C m neutrón = 1, kg Electrón Núcleo Corteza (E. Rutherford, 1911)

4 MODELO DE BOHR Limitaciones del modelo de Rutherford Según la bien establecida teoría electromagnética de Maxwell, los átomos del modelo de Rutherford no podían ser estables. No podía explicar los espectros atómicos. Antecedentes Teoría cuántica de Planck E = h v Efecto fotoeléctrico. Qué explicó Einstein con su teoría? Modelo atómico de Bohr (1913) Energía (E) del átomo está cuantizada: el e no puede ocupar cualquier órbita alrededor del núcleo sino únicamente órbitas circulares estacionarias circulares (n = 1, 2, 3 ) con unos valores de E determinados. Los valores (niveles) de energía permitidos son los que cumplen: m r v = n h 2π Solo se absorbe o emite energía si un e pasa de un nivel a otro.

5 MODELO ATÓMICO ACTUAL Limitaciones del modelo de Bohr Estructura fina de los espectros atómicos. Espectros de átomos polielectrónicos. Desdoblamiento de las líneas espectrales por un campo magnético. Mecánica cuántica (teorías principales) Dualidad onda-partícula (L. De Broglie, 1924). Principio de incertidumbre (Heisenberg, 1927). Modelo mecánico-cuántico del átomo ( ) Schrödinger Núcleo Orbital s No se puede predecir la trayectoria exacta del e. Los electrones están en orbitales (zonas con alta probabilidad de encontrar al e ). Cada orbital está caracterizado por una serie de números cuánticos: n, nivel de energía del orbital l, forma del orbital (l = 0, orbital s; l = 1, orbital p; l = 2, orbital d) m l, orientación del orbital m s, espin del e Orden de llenado de los orbitales atómicos.

6 CARACTERÍSTICAS DEL ÁTOMO (I) ESTRUCTURA e Núcleo Corteza Partícula Protones Neutrones Electrones Símbolo p + n e Carga (C) + 1, Sin carga 1, Masa (kg) 1, ,675 x , Mismo número de protones que de electrones. Masa del átomo ~ masa del núcleo. p + y n unidos por fuerzas nucleares que compensan la repulsión electrostática entre los protones. Los átomos están en su mayor parte vacíos. p + n NÚMERO ATÓMICO (Z) y NÚMERO MÁSICO (A) Z = n.º de p + = n.º de e (átomo neutro) A = n.º de p + + n.º de n = Z + N A Z X Ejemplo: 16 O 8 DIMENSIONES El diámetro del átomo es del orden de m. El diámetro del núcleo es del orden de m. Oxígeno: Z = 8, A = 16, N = 8; 8 p + y 8 n

7 CARACTERÍSTICAS DEL ÁTOMO (II) 1 ISÓTOPOS: átomos de un mismo elemento con igual Z pero diferente A. Isótopos del hidrógeno: 1H (protio) el más abundante, 1H (deuterio), 3 1H (tritio). 2 Diferente n.º de neutrones MASA DE LOS ÁTOMOS (masa en gramos: valor muy pequeño) Unidad de masa atómica: se define como 1/12 de la masa de un átomo de 12 C. 1 u = 1, kg (u) Masa isotópica: Masa atómica: La masa isotópica es la masa de un isótopo expresada en unidades de masa atómica (u). La masa atómica de un elemento es una media de las masas de sus isotópos naturales ponderada de acuerdo a su abundancia relativa. Pero, por qué es tan estable un átomo? Por qué la masa del núcleo es menor que la suma de las masas de sus componentes?

8 Presentación: Proyecto y edición: grupo Dirección General: Antonio Garrido González Dirección del área de Productos Educativos: Esteban Lorenzo Domínguez Dirección del área de Ciencias y Tecnología: José Estela Herrero Dirección Pedagógica: Santiago Centelles Cervera Dirección de Producción: Juan López Navarro Equipo de edición de : Edición: M. Roser Sánchez Gimeno Corrección: Marcos Fco. Poquet Martínez Maquetación e ilustración: Berta Ramoneda Sagués y Nuria Benitez Peromingo Diseño gráfico: Luis Vilardell Panicot Colaboradores: Redacción: Ovidi Fàbregas Bonmatí Asesoría: M. Ángeles Jurado Cardelús Fotografía: Thinkstock by Getty Images La presentación incluye una cuidada selección de enlaces de páginas web que el grupo considera que pueden ser de interés. No obstante estas páginas no le pertenecen. Por tanto, el grupo no puede garantizar la permanencia ni la variación de sus contenidos y tampoco se hace responsable de los posibles daños que puedan derivarse del acceso o del uso de las páginas. Los editores han hecho todo lo posible por localizar a los titulares de los materiales que aparecen a título de citación en la obra. Si involuntariamente alguno ha sido omitido, los editores repararán el error cuando sea posible. Es propiedad del grupo, 2016 Paseo de San Juan Bosco, Barcelona

9 Química 2 BACHILLERATO