Átomo y estructuras cristalinas

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Instituto Universitario Politcnico Santiago MarioExtensin PorlamarCiencia de los materialesRealizado por:Yoselin De Vasconcelos C.I.: 24.285.588Cdigo: #49Porlamar, Enero del 2017 tomo y estructuras cristalinas

Qu es un tomo?El tomo sedefinegeneralmente como launidad elemental de un cuerpo simple, que es capaz de conservar las caractersticas del elemento al cual pertenece, independientemente de las transformaciones qumicasque se produzcan en l.Los tomos se componen de unncleo cargado positivamente, de dimensiones sumamente pequeas, y de una envoltura deelectrones cargados negativamente, que se desplazan alrededor del ncleo sobre una o varias rbitas (n).

Partes Del tomo

Un tomo est formado por un ncleo central y una corteza compuesta por rbitas.

El ncleo de cada elemento qumico contiene una determinada cantidad fija de partculas denominadasprotones, con carga elctrica positiva (+), e igual cantidad de otras partculas denominadasneutrones", con carga elctrica neutra.

Todos los tomos de un elemento qumico tienen en el ncleo el mismo nmero de protones. Este nmero, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los dems, es el nmero atmico y se representa con la letra Z. El tomo posee tambin una corteza o nube de partculas girando constantemente alrededor de su ncleo central denominadas "electrones, que tiene carga elctrica negativa (). En el tomo la nube de electrones se encuentra distribuida en una o varias capas u rbitas cuyo nmero vara de acuerdo con la cantidad total de electrones que correspondan a un tomo en especfico.

Los filsofos griegos discutieron mucho acerca de la naturaleza de la materia, y concluyeron que el mundo era mucho ms simple de lo que pareca. Leucipo, en el 440 a. C. aproximadamente, sostena la teora de que slo haba un tipo de materia. Pensaba que s la materia "se cortaba" (se divida) sucesivamente, llegara un momento en que habra una porcin que no se podra seguir dividiendo. Su discpulo,Demcrito, en el 400 a. C., llamtomosa estos trozos de materia indivisible (tomo en griego significa indivisible). Empdocles, contemporneo de Demcrito, postul que la materia estaba formada por cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego. Aristteles, que no crea en la existencia de los tomos, admiti la teora de Empdocles y rechaz las teoras atomistas de Demcrito; su prestigio como filsofo consigui que la teora de los cuatro elementos prevaleciera en el pensamiento de la humanidad durante 2.000 aos.Antecedentes De Los Modelos Del tomo

Modelos Atmicos Un modelo atmico es un diagrama conceptual o representacin estructural de un tomo, cuyo fin es explicar sus propiedades y funcionamiento.

Modelo Atmico de Dalton

En 1808, e su libro Nuevo sistema de filosofa qumica John Dalton (1766-1844) sent las bases de la teora atmica al postular que la materia estaba compuesta por unidades elementales, que denomino tomos. Se baso en los siguientes postulados: Los elementos estn constituidos por tomos, que son partculas materiales independientes, inalterables e indivisibles.Los tomos de un mismo elemento son iguales en masa y el resto de propiedades.Los compuestos se forman por la unin de los tomos de los correspondientes elementos en base a una relacin de nmeros enteros sencilla.En las reacciones qumicas, los tomos ni se crean ni se destruyen, solamente se redistribuyen para formar nuevos compuestos.

Una vez que Dalton enuncio su teora atmica, esta fue recibida con escasa oposicin por la mayora de los cientficos de la poca, a pesar de ser revolucionaria , pues consideraba a la naturaleza como discontinua, algo sumamente novedoso para su tiempo

Estas ideas de Dalton suponen el primer modelo terico para explicar la qumica moderna. El principal argumento a favor de la validez de la teora atmica de Dalton era que permita interpretar de forma lgica todas las leyes ponderales

Modelo Atmico de ThomsonPosteriormente, en el ao 1897 se descubre el electrn, una de las partculas subatmicas que conforma el tomo. En 1898 Thomson propuso un modelo atmico que tomaba en cuenta la existencia de dicha partcula subatmica. Su modelo era esttico, ya que supona que los electrones estaban en reposo dentro del tomo, y que el conjunto era elctricamente neutro.El modelo de Thomson era parecido a un pastel de frutas: los electrones estaban incrustados en una masa esfrica de carga positiva. La carga negativa total de los electrones era la misma que la carga total positiva de la esfera, por lo que dedujo que el tomo era neutro.

Thomson tambin explic la formacin de iones, tanto positivos como negativos.Cuando el tomo pierde algn electrn, la estructura queda positiva y se forman iones positivos; pero si el tomo gana algn electrn, la estructura queda negativa y se forman iones negativos.

Modific elmodelo atmico de Thomson, sugiriendo por primera vez que las cargas negativas son externas al "budn". En 1895 el fsico francs Jean Baptiste Perrin encontr que losrayos catdicosdepositaban carga en unelectroscopio, con lo que confirm que se trataban de partculas cargadas. Fue por aquellas fechas que el inglsJoseph John Thomsonse interes en medir la velocidad de dichas partculas, que seran finalmente identificadas como loselectrones.Modelo Atmico de Jean Perrin

Modelo Atmico de RutherfordLa mayor parte de los rayos atravesaban la lmina lo que le llev a concluir que la mayor parte del tomo est hueco.

Solo una pequea parte de las partculas sufra desviaciones, por lo que el ncleo deba ser pequeo, del orden de unas 10.000 veces menor que el radio atmico.

ElModelo de Rutherfordanulaba el predecesor Modelo Atmico de Thomsonya que este no consideraba la separacin del tomo entre ncleo y corteza.ElModelo Atmico de Rutherford(1911) postula que:

El tomo est formado por dos regiones: unacortezay unncleo.

En lacortezadel tomo se encuentran loselectronesgirando a gran velocidad alrededor del ncleo.

Elncleoes una regin pequea que se encuentra en el centro del tomo que posee lacarga positiva.

El ncleo posee la prctica totalidad de lamasa del tomo

Ernest Rutherford obtuvo las evidencias para este modelo a partir de un experimento en el que bombarde con partculas alfa una fina lmina de oro. Segn el comportamiento que experimentaban estos rayos en sus trayectorias al incidir sobre la lmina de oro obtuvo las siguientes conclusiones:

Modelo Atmico de BohrTras el descubrimiento del neutrn, en 1913 Bohr intent mejorar el modelo atmico de Rutherford aplicando las ideas cunticas de Planck a su modelo. Para realizar su modelo atmico se vali del tomo de hidrgeno; describi el tomo de hidrgeno con un protn como ncleo y con un electrn girando a su alrededor. Las nuevas ideas sobre la cubanizacin de la energa son las siguientes:El tomo est cuantizado, ya que solo puede poseer unas pocas y determinadas energas.El electrn gira en unas rbitas circulares alrededor del ncleo, y cada rbita es un estado estacionario que va asociado a un numero natural, n (nm. cuntico principal), y toma valores del 1 al 7. As mismo, cada nivel n est formado por distintos subniveles, l. Y a su vez, stos se desdoblan en otros (efecto Zeeman), m. Y por ltimo, hay un cuarto nmero cuntico que se refiere al sentido, s.Los niveles de energa permitidos son mltiplos de la constante de Planck.Cuando un electrn pasa de un nivel de energa a otro, se absorbe o se emite energa.Cuando el electrn est en n=1 se dice que est en el nivel fundamental (nivel de mnima energa); al cambiar de nivel el electrn absorbe energa y pasa a llamarse electrn excitado.

Bohr situ a los electrones en lugares exactos del espacio. Es el modelo planetario de Bohr.

Modelo Atmico de SommerfeldEl alemn Sommerfeld en el ao 1916, logra perfeccionar el modelo de Bohr, lo hace intentando cubrir los dos problemas o fallas de ste dichoso modele, entonces para poder realizar esto, Sommerfeld realiz dos cambios esenciales:

l = 0 se llamaran luego orbitales s o sharpl = 1 se llamaran p o principal.l = 2 se llamaran d o diffuse.l = 3 se llamaran f o fundamental.Todos estos nuevos aportes, Sommerfeld basndose en la Teora de la relatividad de Albert Einstein, es que pudo modificar el modelo de Bohr de tal manera que en resumen se sabe por este modelo atmico que:

Los electrones se encuentran movindose entorno al ncleo, dispuestos en rbitas de forma circular o de forma elptica. Adems que cada electrn viene a ser una corriente elctrica minscula.

Luego que a partir del segundo nivel energtico hay dos subniveles o talvez ms, que se encuentran en el mismo nivel.

El primero fue el crear rbitas casi-elpticas para los electrones y las velocidades relativistas, debido a que segn el modelo atmico de Bohr los electrones solamente giraban entorno a rbitas de forma circular.

Entonces segn estas correcciones se tiene que las rbitas:El segundo fue que la peculiaridad de la rbita gener un nuevo nmero cuntico, llamado nmero cuntico azimutal, el cual es utilizado para poder determinar la forma de los orbitales, este nmero es representado por la letra "l", sus valores van desde 0 hasta n-1.

Modelo Atmico de SchrdingerUn terico francs, Louis de Broglie, sugiri que los electrones dentro de los tomos podan ser descritos no slo como partculas, como lo haba planteado Niels Bohr algunos aos antes, sino tambin como ondas.En el ao 1924, el fsicoErwin Schrdingerestableci el modelo mecano-cuntico del tomo;es considerado como un modelo cuntico no relativista, ya que est basado en la solucin de la ecuacin que propuso Schrdinger para hallar el potencial electrosttico con la simetra esfrica, esta solucin es conocida como tomo hidrogenoide.En el modelo atmico que propone Schrdinger se postula que los electrones son como ondas de materia, entonces la ecuacin de este describe la evolucin en el tiempo y en el espacio de