modelos atomicos
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República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del Poder Popular para la Educación
U.E. Colegio “San Gabriel”Zaraza Edo. Guárico
Modelos Atómicos
Profesor (a): Alumno:Carmen Girón Rondón Ricardo
Junio, 2013
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Índice
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Introducción
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MODELO ATÓMICO DE DEMÓCRITO
Demócrito pensó en la idea de que todos los cuerpos materiales son
adicionados de infinitas partículas tan pequeñas que no son perceptibles por
los ojos humanos, los llamaron átomos (indivisibles). Pretendía que había
cuatro clases de átomos: los átomos de la piedra, densos y ásperos; los
átomos de agua, pesados y húmedos; los átomos de aire, fríos y livianos, y
los átomos de fuego, fugitivos y calientes.
Por una composición en estas cuatro clases de átomos se creía que
están hechos todos los elementos conocidos como:
o El suelo era una combinación de átomos de piedra y agua.
o La planta serían átomos de piedra y agua, originarios del suelo y
átomos de fuego procedentes del sol.
o Por esta razón los troncos de madera seca que han perdido átomos
de agua pueden arder, desasiendo átomos de fuego (llamas) y restos
de átomos de piedra (cenizas).
Esta teoría que expuso Leucipo y Demócrito no tuvo gran aprobación
entre los filósofos griegos y romanos, pero resultó mucho más popular,
aceptada y propagada por “eruditos”, como Aristóteles.
Bases Teóricas
Demócrito desplegó la “teoría atómica del universo”, creada por su
instructor, el filósofo Leucipo. Esta teoría, semejante que todas las hipótesis
filosóficas griegas, no apoya sus fundamentos mediante experimentos, sino
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que se expone mediante razonamiento lógico. La teoría atomística de
Demócrito y Leucipo se puede sintetizar así:
o Los átomos son perdurables, inseparables, semejantes,
incompresibles e invisibles.
o Los átomos se diferencian solo en forma y volumen, pero no por
cualidades internas.
o Las propiedades de la materia se modifican según el agrupamiento de
los átomos.
Demócrito expuso estos razonamientos lógicos, que a la vez pueden
ser la madre de las bases teóricas de los modelos atómicos.
MODELO ATÓMICO DE DALTON
El modelo atómico de Dalton, surgido en el contexto de la química, fue
el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1808 por
John Dalton. El siguiente modelo fue el Modelo atómico de Thomson
Éxitos del modelo
El modelo atómico de Dalton explicaba por qué las sustancias se
combinaban químicamente entre sí sólo en ciertas proporciones.
Además el modelo aclaraba que aun existiendo una gran variedad de
sustancias diferentes, estas podían ser explicadas en términos de una
cantidad más bien pequeña de constituyentes elementales o elementos.
En esencia, el modelo explicaba la mayor parte de la química orgánica
del siglo XIX, reduciendo una serie de hechos complejos a una teoría
combinatoria realmente simple.
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Postulados de Dalton
Dalton explicó su teoría formulando una serie de enunciados simples:
o La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas
átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
o Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su
propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes
elementos tienen pesos diferentes.
o Los átomos permanecen sin división, aun cuando se combinen en las
reacciones químicas.
o Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan
relaciones simples.
o Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en
proporciones distintas y formar más de un compuesto.
o Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más
elementos distintos.
MODELO ATÓMICO DE THOMSON
El modelo atómico de Thomson, también llamado “budín de pasas”,
fue propuesto por Joseph John Thomson en 1897. El físico británico
Thomson, descubrió el electrón, al deducir que los rayos catódicos estaban
formados por partículas negativas. Dedujo que los rayos catódicos no
estaban cargados, ni eran átomos, así que eran fragmentos de átomos, o
partículas subatómicas, a estas partículas les dio el nombre de electrones. A
Thomson también se le atribuye el descubrimiento de los isótopos, así como
el invento del espectrómetro de masa.
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J.J. Thomson, propuso el modelo que lleva su nombre para explicar la
estructura atómica. Este consistía en una esfera de materia no uniforme
cargada positivamente, donde se encontraban insertadas las partículas
negativas, es decir, los electrones, de ahí que también se le conozca a este
modelo como “budín de pasas”, por la semejanza con éste dulce inglés.
El físico inglés realizó una serie de tres experimentos con tubos de
rayos catódicos, en su tercera prueba Thomson llegó a conclusiones
avanzadas, llamando “corpúsculos” a las partículas que procedían del interior
de los átomos de los electrodos, formando los rayos catódicos. Un tubo
catódico era un tubo de vidrio vacío cerrado, al que se le extraía el aire y se
le introducía un gas a una presión reducida. Tras esta observación, llegó a la
conclusión de que los átomos son divisibles.
Gracias a estos experimentos también pudo estudiar la relación de
masa entre las partículas que eran atraídas por el polo positivo del tubo
catódico. Llegó así a imaginar que los átomos se componían de éstas
partículas bautizadas como corpúsculos dentro de un lago lleno de cargas
positivas, o lo que es lo mismo, modelo de budín de pasas.
Esta estructura explicaba que la materia era neutra eléctricamente
hablando, ya que en los átomos, según Thomson la carga positiva estaba
neutralizada por la negativa. Estas cargas negativas se encontraban algunas
veces uniformemente distribuidas en torno al núcleo, y en otros casos se
usaba el ejemplo de nube positiva de carga. Gracias a este descubrimiento
Thomson recibió el premio Nobel de Física en 1906.
Microscópicamente, a este modelo se le puede decir que tiene una
estructura abierta, ya que los protones o cargas positivas, se sitúan
introducidos en la masa que define la neutra carga del átomo.
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Este modelo fue el primero realmente atómico, aunque pronto se vio que era
muy limitado.
El modelo de Thomson fue discutido después del experimento
de Rutherford, al descubrirse el núcleo, ya que este modelo no puede
explicar que el átomo esté formado por un núcleo denso y una parte entorno
a él llamada corteza, así que científicos como Ernest Rutherford y Niels Bohr
continuaron investigando, y dando teorías sobre los átomos.
MODELO DE UN ÁTOMO DE RUTHERFORD
El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre
la estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico británico-
neozelandés Ernest Rutherford para explicar los resultados de su
"experimento de la lámina de oro", realizado en 1911.
Introducción
Antes de la propuesta de Rutherford, los físicos aceptaban que las
cargas eléctricas en el átomo tenían una distribución más o menos uniforme.
Rutherford trató de ver cómo era la dispersión de partículas alfa por parte de
los átomos de una lámina de oro muy delgada. Los ángulos deflactados por
las partículas supuestamente aportarían información sobre cómo era la
distribución de carga en los átomos. En concreto, era de esperar que si las
cargas estaban distribuidas acordemente al modelo de Thomson la mayoría
de las partículas atravesarían la delgada lámina sufriendo sólo ligerísimas
deflaciones en su trayectoria aproximadamente recta. Aunque esto era cierto
para la mayoría de partículas alfa, un número importante de estas sufrían
deflexiones de cerca de 180º, es decir, prácticamente salían rebotadas en
dirección opuesta a la incidente.
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La importancia del modelo de Rutherford no residió en proponer la
existencia de un núcleo en el átomo. Término que, paradójicamente, no
aparece en sus escritos. Lo que Rutherford consideró esencial, para explicar
los resultados experimentales, fue "una concentración de carga" en el centro
del átomo, ya que si no, no podía explicarse que algunas partículas fueran
rebotadas en dirección casi opuesta a la incidente.
Rutherford propuso que los electrones orbitarían en ese espacio vacío
alrededor de un minúsculo núcleo atómico, situado en el centro del átomo.
Además se abrían varios problemas nuevos que llevarían al descubrimiento
de nuevos hechos y teorías al tratar de explicarlos:
Por un lado se planteó el problema de cómo un conjunto de cargas
positivas podían mantenerse unidas en un volumen tan pequeño, hecho que
llevó posteriormente a la postulación y descubrimiento de la fuerza nuclear
fuerte, que es una de las cuatro interacciones fundamentales.
Por otro lado existía otra dificultad proveniente de la electrodinámica
clásica que predice que una partícula cargada y acelerada, como sería
necesario para mantenerse en órbita, produciría radiación electromagnética,
perdiendo energía. Las leyes de Newton, junto con las ecuaciones de
Maxwell del electromagnetismo aplicadas al átomo de Rutherford llevan a
que en un tiempo del orden de 10 − 10s, toda la energía del átomo se habría
radiado, con la consiguiente caída de los electrones sobre el núcleo.
Según Rutherford, las órbitas de los electrones no están muy bien
definidas y forman una estructura compleja alrededor del núcleo, dándole un
tamaño y forma algo indefinidas. No obstante, los resultados de su
experimento, permitieron calcular que el radio del átomo era diez mil veces
mayor que el núcleo mismo, lo que hace que haya un gran espacio vacío en
el interior de los átomos.
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MODELO ATÓMICO DE BOHR
El modelo atómico de Bohr o de Bohr-Rutherford es un
modelo cuantizado del átomo propuesto en 1913 por el físico danés Niels
Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables
alrededor del núcleo. Este modelo planetario es un modelo funcional que no
representa el átomo (objeto físico) en sí, sino que explica su funcionamiento
por medio de ecuaciones.
Bohr se basó en el átomo de hidrógeno para realizar el modelo que
lleva su nombre. Bohr intentaba realizar un modelo atómico capaz de
explicar la estabilidad de la materia y los espectros de emisión y absorción
discretos que se observan en los gases. Describió el átomo de hidrógeno con
un protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón. El modelo
atómico de Bohr partía conceptualmente del modelo atómico de Rutherford y
de las incipientes ideas sobre cuantización que habían surgido unos años
antes con las investigaciones de Max Planck y Albert Einstein.
En este modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del
núcleo, ocupando la órbita de menor energía posible, o la órbita más cercana
posible al núcleo. El electromagnetismo clásico predecía que una partícula
cargada moviéndose de forma circular emitiría energía por lo que los
electrones deberían colapsar sobre el núcleo en breves instantes de tiempo.
Para superar este problema Bohr supuso que los electrones solamente se
podían mover en órbitas específicas, cada una de las cuales caracterizada
por su nivel energético. Cada órbita puede entonces identificarse mediante
un número entero n que toma valores desde 1 en adelante. Este número "n"
recibe el nombre de Número Cuántico Principal.
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Bohr supuso además que el momento angular de cada electrón estaba
cuantizado y sólo podía variar en fracciones enteras de la constante de
Planck. De acuerdo al número cuántico principal calculó las distancias a las
cuales se hallaba del núcleo cada una de las órbitas permitidas en el átomo
de hidrógeno.
Estos niveles en un principio estaban clasificados por letras que
empezaban en la "K" y terminaban en la "Q". Posteriormente los niveles
electrónicos se ordenaron por números. Cada órbita tiene electrones con
distintos niveles de energía obtenida que después se tiene que liberar y por
esa razón el electrón va saltando de una órbita a otra hasta llegar a una que
tenga el espacio y nivel adecuado, dependiendo de la energía que posea,
para liberarse sin problema y de nuevo volver a su órbita de origen.
Postulados de Bohr
En 1913, Niels Bohr desarrolló su célebre modelo atómico de acuerdo a
cuatro postulados fundamentales:
1. Los electrones orbitan el núcleo del átomo en niveles discretos y
cuantizados de energía, es decir, no todas las órbitas están
permitidas, tan sólo un número finito de éstas.
2. Los electrones pueden saltar de un nivel electrónico a otro sin pasar
por estados intermedios.
3. El salto de un electrón de un nivel cuántico a otro implica la emisión o
absorción de un único cuanto de luz (fotón) cuya energía corresponde
a la diferencia de energía entre ambas órbitas.
4. Las órbitas permitidas tienen valores discretos o cuantizados
del momento angular orbital L de acuerdo con la siguiente ecuación:
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Donde n = 1,2,3,… es el número cuántico angular o número cuántico
principal.
La cuarta hipótesis asume que el valor mínimo de n es 1. Este valor
corresponde a un mínimo radio de la órbita del electrón de 0.0529 nm. A esta
distancia se le denomina radio de Bohr. Un electrón en este nivel
fundamental no puede descender a niveles inferiores emitiendo energía.
Se puede demostrar que este conjunto de hipótesis corresponde a la
hipótesis de que los electrones estables orbitando un átomo están descritos
por funciones de onda estacionarias. Un modelo atómico es una
representación que describe las partes que tiene un átomo y como están
dispuestas para formar un todo.
Basándose en la constante de Planck consiguió cuantizar
las órbitas observando las líneas del espectro.
Bibliografía
www.buenastareas.com › Página principal › Ciencia
www.slideshare.net/adanadan11/ modelo -atmico-de- dalton -14311688
quimica.laguia2000.com › General
es.wikipedia.org/wiki/Modelo_atómico