MODELOS ATMICOSProfesor: Luis Reyes Toledo.Nivel 1 Ciclo Adulto2015

Desde la Antigedad, el ser humano se ha cuestionado de qu estaba hecha la materia. Unos 400 aos antes de Cristo, el filsofo griego Demcrito consider que la materia estaba constituida por pequesimas partculas que no podan ser divididas en otras ms pequeas. Por ello, llam a estas partculas tomos, que en griego quiere decir "indivisible". Demcrito atribuy a los tomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles.

Historia: modelos atmicos Puede decirse que la qumica nace como Ciencia a finales del siglo XVIII y principios del XIX, con la formulacin por Lavoisier, Proust y Dalton, tras la experimentacin cuantitativa de numerosos procesos qumicos, de las leyes clsicas de la qumica:

Ley de conservacin de la masa Ley de composicin definidaLey de las proporciones mltiples

John Dalton1808La materia est formada por minsculas partculas indivisibles llamadas tomos.Hay distintas clases de tomos que se distinguen por su masa y sus propiedades. Los tomos que se combinan para formar un compuesto , lo hacen en la misma proporcin. Los tomos no se crean ni se destruyen. En una reaccin qumica slo se produce una redistribucin de los tomos.

Segn Dalton:1 volumen de hidrgeno + 1 volumen de cloro = 1 volumen de cloruro de hidrgenoSin embargo se obtenan 2 volmenes de cloruro de hidrgenoSurgen inconvenientes

Amedeo Avogadro1811Introduce el concepto de MOLCULA o pequeas masas (contrario a MOLE)La mayora de las sustancias estn formadas por molculas que, a su vez, estn formadas por tomos.Las molculas de una sustancia son iguales entre sLas molculas de sustancias simples estn formadas por tomos iguales, y las de las compuestas, por tomos de al menos dos elementos distintos.

Experiencia de Thomson1897Luego de una descarga elctrica (10.000 Volt), extrayendo gas se observa cerca del nodo (+) una luminosidad azul verdosa.Rayos catdicos: Radiaciones que se propagan en lnea recta, constituidas por partculas materiales dotadas de carga elctrica negativa.Tubo de descargaStoney les dio el nombre de Electrones

Thomson comprob que cualquiera sea el gas que llene el tubo, se emiten partculas idnticas con carga elctrica negativa.Los electrones son constituyentes de toda clase de materiaMasa del e-= 9,1.10-28 gramosCarga e-= se denomina Unidad Elemental de Carga elctrica se le asigna el valor -1

Modelo Atmico de Thomson El tomo es una esfera slida cargada uniformemente de electricidad positiva, dentro de la cual estn incrustados los electrones negativos.El nmero de electrones es suficiente para neutralizar la carga.

ESTTICO

Experiencia de Goldstein1886Tubo de descarga con el ctodo perforado.Se observa detrs del ctodo (-) un fino haz de luz. Fueron denominados Rayos Canales.PROTONESPartculas con carga elctrica positivaMasa del p+= 1,67.10-24 gramosCarga p+= se denomina Unidad Elemental de Carga elctrica positiva. Se le asigna el valor +1

El hecho de haberse comprobado que en los tomos existen dos clases de partculas materiales, ELECTRONES, con carga elctrica negativa, y PROTONES, con carga elctrica positiva, confirm la DIVISIBILIDAD de los tomos y la NATURALEZA ELCTRICA DE LA MATERIALa masa del protn es 1840 veces la del electrn electrnprotnRELACIN DE MASAS

Henri Becquerel1896De manera IMPREVISTA descubri una nueva propiedad de la materia:Compuestos de Uranio tenan la propiedad de emitir radiaciones en forma espontnea.Marie Curie le dio el nombre de:RADIOACTIVIDADPrimer mujer en recibir el premio NOVELPrimer mujer en dar clases en la Universidad de Paris

Tres tipos de radiacionesLas sustancias radiactivas NO emiten simultneamente las tres radiaciones.

Rayos alfa Rayos betaRayos gammaCarga elctrica positivaPoco penetrantesElectronesMs penetrantes que los alfaNo son partculasNo manifiestan carga elctricaGran poder penetrante

EXPERIENCIA DE RUTHERFORD1911La mayora de las partculas atravesaron la lmina sin desviacin (espacios VACIOS)Algunas sufren pequeas desviaciones (hay pequeas zonas con carga positiva que las repelen)Muy pocas rebotaronLa masa del tomo est concentrada en el centro del tomo

Modelo Atmico de RutherfordEl tomo est formado por un ncleo central (+) rodeado por los electrones (-)El ncleo es muy pequeo con relacin al dimetro total del tomo pero contiene la mayor parte de la masa.Los electrones giran alrededor del ncleo sin chocar con l.El nmero de electrones compensa la carga positiva del ncleo.Los electrones tiene una masa despreciable.Dimetro del ncleodimetro del tomo10.000 veces menor

Problemas en el modeloRutherford plante que los electrones estaran en movimiento, pues si los electrones estuvieran en reposo, seran atrados por el ncleo.

Pero: toda carga elctrica en movimiento irradia energa con lo cual tendra menor capacidad para resistir la atraccin del ncleo (al cabo de cierto tiempo el electrn caera en el ncleo)La solucin se encontr al estudiar los espectros atmicos

Espectroscopia La secuencia de bandas de colores se denomina ESPECTRO (fantasma)El espectro formado por la luz visible es CONTINUO

ESPECTROS ATMICOSCALOR(Mediados s. XIX) Bunsen y Kirchoff investigan espectros producidos por la radiacin que emiten las sustancias cuando son excitadas por el calor.Observan que se produca un espectro formado por un conjunto de lneas muy finas de colores diferentes: ESPECTRO DE RAYASDISCONTNUOCada elemento qumico origina un espectro que le es caracterstico.

INTERPRETACIN DE BOHR1913La energa que radian lo tomos cuando son sometidos al calor NO puede tener cualquier valor.Los electrones se encuentran distribuidos en el tomo en determinados NIVELES DE ENERGABhor propone que los electrones giran alrededor del ncleo en rbitas o niveles de energa

MODELO DE BOHRLos electrones no poseen cualquier cantidad de energa sino valores determinados.Los e- slo pueden girar alrededor del ncleo positivo en determinadas rbitas denominadas niveles de energa.Cuando el electrn gira en la rbita ms prxima al ncleo, se encuentra en su estado ms estable (estado fundamental)Cuando un electrn salta de un nivel a otro inferior, pierde energa emitiendo una radiacin luminosa caracterstica. Cuando salta a un nivel superior, absorbe una cantidad definida de energa (Planck haba definido como Cuantos)

Descubrimiento del Neutrn19201932Rutherford supone que en el ncleo exista otra partcula sin carga elctricaJames Chadwik comprueba la existencia de esta partcula con una masa aproximada a la del protn pero elctricamente neutra.Masa del n= 1,67.10-24 gramosCarga n= no manifiesta carga elctrica

Ley de conservacin de la masa

Ley de composicin definidaUn compuesto contiene siempre los mismos elementos en la misma proporcin de masas. Cuando dos elementos se combinan para dar un determinado compuesto lo hacen siempre en la misma relacin de masas.Siempre que tengamos estas combinaciones, obtendremos los mismos productos.

Ley de las proporciones mltiplesFormulada por el propio Dalton, se aplica a dos elementos que forman ms de un compuesto: Establece que:

Las masas del primer elemento que se combinan con una masa fija del segundo elemento, estn en una relacin de nmeros enteros sencillos.