5 estrutura de los atomos
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ESTRUCTURA DE LOS ÁTOMOS
1. LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ATOMOS.2. CONSECUENCIAS DEL MODELO DE RUTHERFORD.3. MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES. ISÓTOPOS.4. LOS ELEMENTOS QUÍMICOS.
1.LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOSEL MODELO ATÓMICO DE THOMSON
El modelo atómico de Thomson, también
conocido como el modelo del pudín, es una teoría
sobre la estructura atómica propuesta por Joseph John Thomson, descubridor del electrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo
positivo, como las pasas en un pudín. Se pensaba
que los electrones se distribuían uniformemente
alrededor del átomo.
1.LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOSCÓMO SE MIRA DENTRO DE LOS ÁTOMOS
¿SON LOS ÁTOMOS
COMO BOLAS
MACIZAS?
1.LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOSCÓMO SE MIRA DENTRO DE LOS ÁTOMOS
ROMPER EL ÁTOMO
1.LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOSCÓMO SE MIRA DENTRO DE LOS ÁTOMOS
Ernest Rutherford
Se le ocurrió “bombardear” los
átomos de una lamina metálica con unos
proyectiles más pequeños y “duros” que
los átomos
1.LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOSEL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD
Las partículas o rayos alfa (α) son núcleos totalmente ionizados de Helio 4 (4He). Es decir, sin su envoltura de electrones
correspondiente. Estos núcleos están formados por dos protones y dos neutrones. Al carecer de electrones, su carga eléctrica es positiva, de +2qe de carga, mientras que su masa es de 4 uma
Se generan habitualmente en reacciones nucleares o desintegración radiactiva de otros núcleos que se transmutan en elementos más ligeros mediante la emisión de dichas partículas.
Rutherford utilizó como proyectiles unas partículas llamadas Rutherford utilizó como proyectiles unas partículas llamadas PARTÍCULAS ALFA (PARTÍCULAS ALFA (αα))
La desintegración alfa es una forma de desintegración radiactiva donde un núcleo atómico emite una partícula alfa y se transforma
en un núcleo con 4 unidades menos de número másico y dos unidades menos de número atómico.
Puede ser considerada como la emisión espontánea de núcleos de helio (en adelante partículas α) a partir de núcleos de átomos
más pesados, mediante un procedimiento de fisión nuclear espontánea.
1.LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOSEL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD
Las partículas alfa no se ven
Las partículas alfa, al chocar con una pantalla sobre la que se ha depositado pintura fosforescente, producen un pequeño destello
luminoso
1.LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOSEL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD
El emisor de partículas alfa (cañón) sería una pequeña cantidad de material radiactivo colocado en un orificio estrecho de un bloque de
plomo. De este modo se absorbían todas las radiaciones excepto las que salían por la abertura,
1.LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOSEL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD
RESULTADOS
3. La mayor parte de las partículas alfa atravesaban la lámina de oro sin desviarse.
4. Algunas de estas partículas sufrían desviaciones, más frecuentes cuanto menor era el ángulo de desviación.
5. Raras veces, alguna partícula rebotaba en la lámina de oro y volvía hacia atrás.
1.LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOSEL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD
Resultados esperados: Las partículas alfa pasando a
través del modelo del pudín sin verse alteradas.
Resultados observados: Una pequeña parte de las partículas eran desviadas, demostrando la existencia de un minúsculo volumen
de carga positiva
1.LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOSEL EXPERIMENTO DE RUTHERFORD
2. Los átomos están básicamente vacíos; existen mucho más espacio vacío que ocupado por materia.
4. Dentro del átomo las cargas positivas y negativas están separadas entre si.
6. Los átomos tienen un núcleo muy pequeño donde se aloja casi toda su masa y su carga positiva.
1.LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOSEL MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD
El átomo posee un núcleo central pequeño, con carga eléctrica positiva, que contiene casi toda la masa del átomo.
Los electrones giran a grandes distancias alrededor del núcleo en órbitas circulares. Tienen una masa muy pequeña con carga eléctrica negativa (corteza).
La suma de las cargas eléctricas negativas de los electrones debe ser igual a la carga positiva del núcleo, ya que el átomo es eléctricamente neutro.
1.LA ESTRUCTURA INTERNA DE LOS ÁTOMOSUN ÁTOMO COMPLEJO
PROTONES: Masa igual al átomo de hidrógeno y carga eléctrica positiva.
NEUTRONES: Masa igual a los protones pero sin carga eléctrica.
James Chadwick Ernest Rutherford
2.CONSECUENCIAS DEL MODELO DE RUTHERFORDNÚMEROS ÁTOMICOS
Es el número de protones que contiene un átomo (Z)
Es el número de protones y de neutrones que contiene un átomo (A)
El número de electrones que
contiene un átomo es el mismo que el
de protones, puesto que los átomos son
neutros
2.CONSECUENCIAS DEL MODELO DE RUTHERFORDLOS IONES
En química, se define al Ion al átomo cargado eléctricamente. Esto se debe a
que ha ganado o perdido
electrones de su dotación,
originalmente neutra, fenómeno
que se conoce como ionización.
Átomo neutro Ión positivo
2.CONSECUENCIAS DEL MODELO DE RUTHERFORDLOS IONES
Un átomo que pierde un electrón forma un ión de carga positiva,
llamado catión; un átomo que gana
un electrón forma un ión de carga
negativa, llamado anión.
3.MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES. ISÓTOPOSINTRODUCCIÓN
MASAELECTRÓN
MASAPROTÓN MASA
NEUTRÓN
MASA ÁTOMO
3.MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES. ISÓTOPOSMASA ATÓMICA RELATIVA
OXÍGENO NITRÓGENO AZUFRE
HIERRO ALUMINIO
COBALTO
ORO
MERCURIOCLOROHIDRÓGENO
TODOS LOS ELEMENTOS QUÍMICOS TIENEN MASA
DIFERENTES
3.MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES. ISÓTOPOSMASA ATÓMICA RELATIVA
Para conocer la masa de los átomos es necesario conocer
cuantos átomos forman una molécula y cuántas moléculas hay en una determinada cantidad
de materia
John Dalton
3.MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES. ISÓTOPOSMASA ATÓMICA RELATIVA
La unidad de masa atómica (u) es la masa del átomo de hidrógeno
= 1u
= 6u
3.MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES. ISÓTOPOSMASA ATÓMICA RELATIVA
Masa atómica relativa del oxígeno : 16u
PROTÓN8u
NEUTRÓN8u
ELECTRÓN(sin masa)
3.MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES. ISÓTOPOSMASAS MOLECULARES
H2 O
1 MOLÉCULA DE AGUA
ÁTOMO NÚMERO MASA ATÓMICA Nº ÁTOMOS X MASA ATÓMICA
H 2 1u 2
O 1 16u 16
MASA MOLECULAR 18u
3.MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES. ISÓTOPOSMASAS MOLECULARES
1 unidad de masa atómica =
1,66 x 10-27 kg
3.MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES. ISÓTOPOSISÓTOPOS
Se dice que dos átomos son isótopos o
presentan una relación de
isotopía cuando teniendo el
mismo número atómico, es decir, el mismo número
de protones en su núcleo,
poseen distinto número másico, es decir, distinto
número de neutrones en su
núcleo.
3.MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES. ISÓTOPOSISÓTOPOS
3.MASAS ATÓMICAS Y MOLECULARES. ISÓTOPOSLOS ISÓTOPOS RADIACTIVOS
Una de las aplicaciones de los isótopos es la fotografía de rayos gamma, al paciente se le inyecta un isótopo que emita radiación gamma y se recoge la
radiación emitida de forma que se obtiene una foto de la zona deseada, como por ejemplo el cerebro que se observa en la fotografía.
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOS
Los elementos químicos son sustancias formadas por átomos iguales
El término elemento químico hace referencia a una clase de átomos, todos ellos con el mismo número de protones en su núcleo. Aunque, por tradición, se puede definir elemento químico como aquella sustancia que no puede ser
descompuesta, mediante una reacción química, en otras más simples.
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSEL NOMBRE DE LOS ELEMENTOS
Los nombres de los elementos proceden de sus nombres en griego, latín, inglés o llevan el nombre de su descubridor o ciudad en que
se descubrieron
Hidrógeno (H): del griego ‘engendrador de agua’.
Helio (He): de la atmósfera del Sol (el dios griego Helios). Se
descubrió por primera vez en el espectro de la corona solar durante un eclipse en 1868,
aunque la mayoría de los científicos no lo aceptaron hasta
que se aisló en la Tierra.
Litio (Li): del griego lithos, ‘roca’.
Escandio (Sc) de Scandia (Escandinavia).
Germanio (Ge): de Germania (nombre romano de Alemania).
Nobelio (No): en honor de Alfred Nobel.
Bohrio (Bh): en honor a Niels Bohr.
Curio (Cm): en honor de Pierre y Marie Curie.
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSLAS PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS
PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS METÁLICOS
•Presentan aspecto y brillo metálicos.•Son sólidos a excepción del mercurio (Hg), galio (Ga), cesio (Cs) y francio (Fr), que son líquidos.•Son buenos conductores del calor y la electricidad.•Son dúctiles y maleables (hilarse y laminarse).•Suelen tener puntos de fusión y ebullición altos.•Pierden electrones formando cationes.
PROPIEDADES DE LOS ELEMENTOS NO METÁLICOS
•Se presentan en los tres estados físico de agregación.•No posee aspecto ni brillo metálico.•Son malos conductores de calor y la electricidad.•No son dúctiles, ni maleables.•Ganan electrones formando aniones.
mercurio azufre
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSCLASIFICACIÓN PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
J.W. Döbereiner
Formó grupos de tres elementos con propiedades químicas semejantes a los que llamó triadas. Por ejemplo, el Cloro, el
Bromo y el Iodo constituyen una triada; pues forman el mismo tipo de sales, el mismo tipo de ácidos; en fin, reaccionan de
manera similar ante la misma sustancia.
Calcio 40 Cloro 35.5
Estroncio 87.6 Bromo 80
Bario 137.4 Yodo 127
Media 88.7 Media 81.2
Döbereiner advirtió además que si se disponían los elementos de la triada en orden creciente de peso atómico, el promedio de los pesos de los elementos extremos, es parecido al peso atómico del elemento de enmedio. Por ejemplo, para la triada Cloro, Bromo, Iodo los pesos atómicos son respectivamente 35.5, 80 y 127; si sumamos 35.5 + 127 y dividimos entre dos, obtenemos 81.25, que es aproximadamente 80 (el peso del Bromo).
Clasificó los elementos químicos según la masa atómica y propiedades semejantes
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSCLASIFICACIÓN PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
J.W. Newlands
H Li Be B C N O
F Mg Al Si P SNa
Cl Ca Cr Ti Mn FeK
Preparó en 1863 la primera tabla periódica de los elementos
establecida según sus masas atómicas, y que señaló la “ley de las octavas” según la cual cada
ocho elementos se tienen propiedades similares.
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSCLASIFICACIÓN PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
Dimitri Ivanovich Mendeleiev
LAS PROPIEDADES DE LOS ELMENTOS, LO MISMO QUE LAS PROPIEDADES DE SUS
COMPUESTOS, SON FUNCIÓN PERIÓDICA DE LAS MASAS ATÓMICAS DE LOS ELEMENTOS.
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSCLASIFICACIÓN PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
Ti = 50 Zr = 90 ? = 180
V = 51 Nb = 94 Ta = 182
Cr = 52 Mo = 96 W = 186
Mn = 55 Rh = 104.4 Pt = 197.4
Fe = 56 Ru = 104.4 Ir = 198
Ni = Co = 59 Pd = 106.6 Os = 199
H = 1 Cu = 63.4 Ag = 108 Hg = 200
Be = 9.4 Mg = 24 Zn = 65.2 Cd = 112
B = 11 Al = 27.4 ? = 68 U = 116 Au = 197 ?
C = 12 Si = 28 ? = 70 Sn = 118
N = 14 P = 31 As = 75 Sb = 122 Bi = 210 ?
0 = 16 S = 32 Se = 79.4 Te = 128 ?
F = 19 Cl = 35.5 Br = 80 I = 127
Li = 7 Na = 23 K = 39 Rb = 85.4 Cs = 133 Tl = 204
Ca = 40 Sr = 87.6 Ba = 137 Pb = 207
? = 45 Ce = 92
? Er = 56 La = 94
? Yb = 60 Dy = 95
? In = 75.6 Th = 118 ?
ELEMENTOS QUE ERAN SEMEJANTES ENTRE SÍ SE
ENCONTRABAN EN UNA MISMA FILA HORIZONTAL
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSCLASIFICACIÓN PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
Julius Lothar Meyer
Químico alemán y gran perdedor en la carrera por la
paternidad de la tabla periódica. En 1868 y trabajando de forma
independiente, llegó a las mismas conclusiones que
Mendeleiev e igualmente las reflejó en una tabla. Pero no
llegó a publicarla. Y para cuando se decidió, en 1870, el
ruso ya lo había hecho primero.
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSCLASIFICACIÓN PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
EL NÚMERO ATÓMICO ES LA CARÁCTERÍSTICA DE LOS ELEMENTOS QUE MARCA LA PERIODICIDAD DE SUS PROPIEDADES.
Los elementos se ordenan de izquierda a derecha y de arriba abajo en orden creciente del valor de sus
números atómicos
•En una misma fila se disponen elementos con el mismo número de capas electrónicas y cuyas propiedades varían progresivamente.
• En una misma columna se presentan elementos con propiedades parecidas y mismo número de electrones en la última capa.
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSCLASIFICACIÓN PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSCLASIFICACIÓN PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
MASA ATÓMICAMASA ATÓMICA Nº ELECTRONES EXTERNOSNº ELECTRONES EXTERNOS PUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓNPUNTOS DE FUSIÓN Y EBULLICIÓN PROPIEDADES METÁLICASPROPIEDADES METÁLICAS
PERIODOS PERIODOS
(FILAS)(FILAS)
Aumenta de izquierda a
derecha
Aumenta en una unidad al pasar de un elemento al siguiente en un periodo
Aumenta hasta la mitad del periodo para luego disminuir
Aumentan de derecha a izquierda
GRUPOSGRUPOS
(COLUMNAS)(COLUMNAS)
Aumenta de arriba abajo
Es el mismo para todos los elementos de un grupo Varían ligeramente de arriba abajo Aumentan de arriba abajo
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSCLASIFICACIÓN PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
Los elementos químicos situados en el mismo grupo del sistema periódico tienen propiedades químicas semejantes. Pero, ¿a qué se debe esta semejanza?
Los electrones de los átomos se distribuyen en distintas capas o niveles energéticos. El nivel exterior se llama capa de valencia; y en él se colocan los electrones de valencia. Los
elementos de un mismo grupo tienen los mismos electrones de valencia, por eso tienen propiedades químicas semejantes.
GRUPO DE LOS ALCALINOS
ELEMENTO Z CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
Litio (Li) 3 (2, 1)
Sodio (Na) 11 (2, 8, 1)
Potasio (K) 19 (2, 8, 8, 1)
Rubidio (Rb) 37 (2, 8, 18, 8, 1)
GRUPO DE LOS HALÓGENOS
ELEMENTO Z CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
Flúor (F) 9 (2, 7)
Cloro (Cl) 17 (2, 8, 7)
Bromo (Br) 35 (2, 8, 18, 7)
Yodo (I) 53 (2, 8, 18, 18, 7)
Los electrones que ocupan la última capa de un átomo se denominan electrones de valencia, y son los responsables de las propiedades químicas del elemento.
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSCLASIFICACIÓN PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
Aunque los conocimientos actuales sobre la estructura electrónica de los átomos son bastante complejos, las ideas básicas son las siguientes:1. Existen 7 niveles de energía o capas donde pueden situarse los electrones, numerados del 1, el más interno, al 7, el más externo.2. A su vez, cada nivel tiene sus electrones repartidos en distintos subniveles, que pueden ser de cuatro tipos: s, p, d, f.3. En cada subnivel hay un número determinado de orbitales que pueden contener, como máximo, 2 electrones cada uno. Así, hay 1 orbital tipo s, 3 orbitales p, 5 orbitales d y 7 del tipo f. De esta forma el número máximo de electrones que admite cada subnivel es: 2 en el s; 6 en el p (2 electrones x 3 orbitales); 10 en el d (2 x 5); 14 en el f (2 x 7).La distribución de orbitales y número de electrones posibles en los 4 primeros niveles se resume en la siguiente tabla:
Niveles de energía 1 2 3 4
Subniveles s s p s p d s p d f
Número de orbitales de cada tipo 1 1 3 1 3 5 1 3 5 7
Denominación de los orbitales 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f
Número máximo de electrones en los orbitales 2 2 - 6 2 - 6 - 10 2- 6- 10- 14
Número máximo de electrones por nivel 2 8 18 32
4.LOS ELEMENTOS QUÍMICOSCLASIFICACIÓN PERIODICA DE LOS ELEMENTOS
La configuración electrónica en la corteza de un átomo es la distribución de sus electrones en los distintos niveles y orbitales. Los electrones se van situando en los diferentes niveles y subniveles por orden de energía creciente hasta completarlos. Es importante saber cuantos electrones existen en el nivel más externo de un átomo pues son los que intervienen en los enlaces con otros átomos para
formar compuestos.