Átomos. ¿cómo está formada la materia en su interior? desde los tiempos de la antigua grecia,los...
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ÁTOMOSÁTOMOS
¿Cómo está formada la ¿Cómo está formada la materia en su interior?materia en su interior?
Desde los tiempos de la antigua Desde los tiempos de la antigua grecia ,los pensadores venían haciéndose grecia ,los pensadores venían haciéndose esta pregunta, acerca de cómo estaba esta pregunta, acerca de cómo estaba constituida la materia en su interior.constituida la materia en su interior.
DemócritoDemócrito (S.Va.c.) introduce el término (S.Va.c.) introduce el término de átomo como la parte mas pequeña de de átomo como la parte mas pequeña de la materia.la materia.
ÁTOMOÁTOMO
sinsin división división
Evolución en el estudio de Evolución en el estudio de la materia.la materia.
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON:TEORÍA ATÓMICA DE DALTON:Trataba de explicar las leyes de la época Trataba de explicar las leyes de la época
sobre la composición de las sustancias sobre la composición de las sustancias (leyes ponderales).(leyes ponderales).
La materia está constituida por unidades La materia está constituida por unidades de pequeño tamaño denominadas átomos.de pequeño tamaño denominadas átomos.
Todos los átomos de un elemento son Todos los átomos de un elemento son iguales en masa y propiedades.iguales en masa y propiedades.
Los átomos de diferentes elementos son Los átomos de diferentes elementos son diferentes en masa y propiedades.diferentes en masa y propiedades.
TEORÍA ATÓMICA DE TEORÍA ATÓMICA DE DALTON(1766-1844).DALTON(1766-1844).
Los átomos se unen entre si Los átomos se unen entre si formando compuestos. formando compuestos.
Los átomos de cada clase suele Los átomos de cada clase suele estar en una relación numérica estar en una relación numérica constante.constante.
Los “átomos compuestos” tienen la Los “átomos compuestos” tienen la misma masa e identicas misma masa e identicas propiedades.propiedades.
CRITICA A LA TEORIA DE CRITICA A LA TEORIA DE DALTON!!!!DALTON!!!!
ÁTOMOS INDIVISIBLES ?ÁTOMOS INDIVISIBLES ?
ÁTOMOS DE UN MISMO ÁTOMOS DE UN MISMO ELEMENTO IDENTICOS EN MASA ELEMENTO IDENTICOS EN MASA Y PROPIEDADESY PROPIEDADES
??
ÁTOMOS-COMPUESTOS ?ÁTOMOS-COMPUESTOS ?
AVANCES EN EL ESTUDIO AVANCES EN EL ESTUDIO DE LA MATERIADE LA MATERIA
En la última década del siglo XIX y En la última década del siglo XIX y comienzos del XX se precipitaron comienzos del XX se precipitaron una serie de descubrimientos que una serie de descubrimientos que dejaron en evidencia la teoría de la dejaron en evidencia la teoría de la indivisibilidad atómica.indivisibilidad atómica.
Estos descubrimientos dieron lugar Estos descubrimientos dieron lugar a los diferentes modelos atómicos.a los diferentes modelos atómicos.
MODELO DE THOMSON MODELO DE THOMSON (1897).(1897).
Se basó en su experiencia ,con el tubo de Se basó en su experiencia ,con el tubo de descarga.descarga.
En el interior existe un gas sometido a una En el interior existe un gas sometido a una diferencia de potencial.diferencia de potencial.
Desde polo negativo (cátodo) se emite una Desde polo negativo (cátodo) se emite una radiación hacia el polo positivo (ánodo).radiación hacia el polo positivo (ánodo).
La radiación es emitida por el gas.La radiación es emitida por el gas.
MODELO DE MODELO DE THOMSON.cont.THOMSON.cont.
Si la radiación viaja en sentido del cátodo(-) al Si la radiación viaja en sentido del cátodo(-) al ánodo(+),su naturaleza será NEGATIVA.ánodo(+),su naturaleza será NEGATIVA.
Además estará formada por partículas discretas al Además estará formada por partículas discretas al terminar impactando en forma de chasquidos en la terminar impactando en forma de chasquidos en la placa del final del tubo.placa del final del tubo.
Se había descubierto una partícula constitutiva de Se había descubierto una partícula constitutiva de la materia :EL ELECTRÓN.la materia :EL ELECTRÓN.
MODELO DE THOMSONMODELO DE THOMSON En base a su experiencia En base a su experiencia
desarrolla su modelo del átomo desarrolla su modelo del átomo de la siguiente forma:de la siguiente forma:
El átomo posee partículas El átomo posee partículas negativas llamada electrones.negativas llamada electrones.
Intuía ,dada la neutralidad de la Intuía ,dada la neutralidad de la materia, la existencia de carga materia, la existencia de carga positiva en el átomo.positiva en el átomo.
Por tanto,anuncia que el átomo Por tanto,anuncia que el átomo es “UNA ESFERA MACIZA es “UNA ESFERA MACIZA CARGADA POSITIVAMENTE Y CARGADA POSITIVAMENTE Y EN SU INTERIOR SE EN SU INTERIOR SE DISTRIBUYEN LOS DISTRIBUYEN LOS ELECRTONES”ELECRTONES”
Simil: sandía Simil: sandía (Pepitas=electrones. (Pepitas=electrones. Fruto:átomo cargado Fruto:átomo cargado positivamente)positivamente)
DESCUBRIMIENTO DESCUBRIMIENTO PROTÓNPROTÓN
En 1886, el físico alemán Eugen En 1886, el físico alemán Eugen Goldstein, empleando un tubo catódico Goldstein, empleando un tubo catódico con un cátodo perforado, descubrió una con un cátodo perforado, descubrió una nueva radiación, que fluía por los nueva radiación, que fluía por los orificios del cátodo en dirección opuesta orificios del cátodo en dirección opuesta a la de los rayos catódicos. a la de los rayos catódicos.
Se le denominó "rayos canales".Se le denominó "rayos canales". Puesto que los rayos canales se mueven Puesto que los rayos canales se mueven
en dirección opuesta a los rayos en dirección opuesta a los rayos catódicos de carga negativa , ésta era de catódicos de carga negativa , ésta era de naturaleza positiva.naturaleza positiva.
MODELO DE MODELO DE RUTHERFORD.RUTHERFORD.
REVOLUCION EN LA REVOLUCION EN LA CONCEPCIÓN ATÓMICA DE CONCEPCIÓN ATÓMICA DE
LA MATERIA.LA MATERIA.
La experiencia de Ernest Rutherford , y La experiencia de Ernest Rutherford , y posteriormente la presentación de su posteriormente la presentación de su modelo ,invalida en gran parte el modelo modelo ,invalida en gran parte el modelo anterior y supone una revolución en el anterior y supone una revolución en el conocimiento intimo de la materia.conocimiento intimo de la materia.
Modelo de Modelo de RUTHERFORD.RUTHERFORD.
Rutherford bombardeó una Rutherford bombardeó una fina lámina de oro con fina lámina de oro con partículas alfa (núcleos de partículas alfa (núcleos de Helio, provenientes de la Helio, provenientes de la desintegración del Polonio)desintegración del Polonio)
Observó que la mayor parte Observó que la mayor parte de las partículas que de las partículas que atravesaban la lámina atravesaban la lámina seguían una línea recta o se seguían una línea recta o se desviaban un ángulo muy desviaban un ángulo muy pequeño de la dirección pequeño de la dirección inicial. inicial.
Solamente, muy pocas Solamente, muy pocas partículas se desviaban partículas se desviaban grandes ángulos, lo que grandes ángulos, lo que contradecía el modelo contradecía el modelo atómico propuesto por atómico propuesto por Thomson. Thomson.
Rutherford supuso que Rutherford supuso que dichas desviaciones dichas desviaciones provenían de una única provenían de una única interacción entre la partícula interacción entre la partícula proyectil y el átomo.proyectil y el átomo.
MODELO DE MODELO DE RUTHERFORDRUTHERFORD
RutherfordRutherford concluyó que concluyó que el hecho de que la el hecho de que la mayoría de las partículas mayoría de las partículas atravesaran la hoja atravesaran la hoja metálica, indica que gran metálica, indica que gran parte del átomo está parte del átomo está vacío vacío
El rebote de las partículas El rebote de las partículas indica un encuentro indica un encuentro directo con una zona directo con una zona fuertemente positiva del fuertemente positiva del átomo y a la vez muy átomo y a la vez muy densa de la masa. densa de la masa.
MODELO DE MODELO DE RUTHERFORD.RUTHERFORD.
Podemos mencionar que el Podemos mencionar que el modelomodelo de de RutherfordRutherford ofrecía las siguientes afirmaciones: ofrecía las siguientes afirmaciones:
El átomo esta constituido por una parte central a la El átomo esta constituido por una parte central a la que se le llama núcleo y la que se encuentra que se le llama núcleo y la que se encuentra concentrada casi toda la masa del núcleo y toda la concentrada casi toda la masa del núcleo y toda la carga positiva.carga positiva.
En la parte externa del átomo se encuentra toda la En la parte externa del átomo se encuentra toda la carga negativa y cuya masa es muy pequeña en carga negativa y cuya masa es muy pequeña en comparación con el resto del átomo, esta está comparación con el resto del átomo, esta está formada por los electrones que contenga el átomo.formada por los electrones que contenga el átomo.
Los electrones giran a gran velocidad en torno al Los electrones giran a gran velocidad en torno al núcleo, en orbitas circulares.núcleo, en orbitas circulares.
El tamaño del núcleo es muy pequeño en El tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el del átomo, aproximadamente comparación con el del átomo, aproximadamente 10000 veces menor.10000 veces menor.
MODELO EN BASE A LA MODELO EN BASE A LA EXPERINECIA.EXPERINECIA.
INVALIDACION DEL INVALIDACION DEL MODELO DE THOMSON EN MODELO DE THOMSON EN BASE A LA EXPERIENCIA BASE A LA EXPERIENCIA
DE RUTHERFORD.DE RUTHERFORD.
MODELO DE BOHR.MODELO DE BOHR.
Niels Bohr(1885-1962) propuso un Niels Bohr(1885-1962) propuso un nuevo modelo atómico , a partir de los nuevo modelo atómico , a partir de los descubrimientos sobre la naturaleza de descubrimientos sobre la naturaleza de la luz y la energía.la luz y la energía.
Los electrones giran en torno al núcleo Los electrones giran en torno al núcleo en niveles energéticos bien definidos.en niveles energéticos bien definidos.
Cada nivel puede contener un número Cada nivel puede contener un número máximo de electrones.máximo de electrones.
Es un modelo precursor del actual.Es un modelo precursor del actual.
Descubrimiento del Descubrimiento del neutrón.neutrón.
Investigando las diferencias entre el número Investigando las diferencias entre el número de protones y la masa del átomo ,descubrió de protones y la masa del átomo ,descubrió una nueva partícula: EL NEUTRÓN.una nueva partícula: EL NEUTRÓN.
Poseen masa similar al protón.Poseen masa similar al protón. Sin carga eléctrica.Sin carga eléctrica. El neutrón permite explicar la estabilidad de El neutrón permite explicar la estabilidad de
los protones en el núcleo del átomo, los protones en el núcleo del átomo, manteniéndolos “unidos”, y por tanto manteniéndolos “unidos”, y por tanto justificando la no repulsión de estos en dicho justificando la no repulsión de estos en dicho núcleo, a pesar de poseer el mismo signo de núcleo, a pesar de poseer el mismo signo de carga (+).carga (+).
Modelo actual.Modelo actual.
CORTEZA electrones.CORTEZA electrones. ÁTOMO protones.ÁTOMO protones.
NÚCLEONÚCLEO neutrones.neutrones.
-Los electrones no describen orbitas definidas ,sino que se -Los electrones no describen orbitas definidas ,sino que se distribuyen en una determinada zona llamada ORBITAL.distribuyen en una determinada zona llamada ORBITAL.
-En esta región la probabilidad de encontrar al electrón es -En esta región la probabilidad de encontrar al electrón es muy alta (95%)muy alta (95%)
-Se distribuyen en diferentes niveles energéticos en las -Se distribuyen en diferentes niveles energéticos en las diferentes capas.diferentes capas.
NUMERO ATÓMICONUMERO ATÓMICOYY
NÚMERO MÁSICO.NÚMERO MÁSICO. Número atómico (Z): Número atómico (Z):
Es el número de protones que tienen los Es el número de protones que tienen los núcleos de los átomos de un elemento. núcleos de los átomos de un elemento. Todos los átomos de un elemento tienen el Todos los átomos de un elemento tienen el mismo número de protones. mismo número de protones.
Como la carga del átomo es nula, el número Como la carga del átomo es nula, el número de electrones será igual al número atómico. de electrones será igual al número atómico.
Número másico(A):Número másico(A):Es la suma del número de protones y de Es la suma del número de protones y de neutrones.neutrones.
Numero atómico y Numero atómico y másico.másico.
La forma La forma aceptada para aceptada para denotar el denotar el numero atómico numero atómico y el numero y el numero másico de un másico de un elemento X es:elemento X es:
ISÓTOPOS.ISÓTOPOS. átomos que tienen el mismo número átomos que tienen el mismo número
atómico, pero diferente número másicoatómico, pero diferente número másico. . Por lo tanto la diferencia entre dos isótopos Por lo tanto la diferencia entre dos isótopos
de un elemento es el número de neutrones de un elemento es el número de neutrones en el núcleo. en el núcleo.
Isótopos de carbono:Isótopos de carbono:
Isótopos de hidrógeno:Isótopos de hidrógeno:
La forma más común es el hidrógeno, que es La forma más común es el hidrógeno, que es el único átomo que no tiene neutrones en su el único átomo que no tiene neutrones en su núcleo. núcleo.
MASA DE UN ELEMENTO MASA DE UN ELEMENTO QUÍMICOQUÍMICO
La mayoría de los La mayoría de los elementos químicos elementos químicos presentan isótopos.presentan isótopos.
Para calcular la masa Para calcular la masa atómica de un átomo atómica de un átomo tenemos en cuenta la tenemos en cuenta la masa de cada isótopo y masa de cada isótopo y su abundancia en la su abundancia en la naturaleza. Se expresa naturaleza. Se expresa en unidad de masa en unidad de masa atómica (u).atómica (u).
RADIACTIVIDADRADIACTIVIDAD
Es el proceso que experimentan Es el proceso que experimentan algunos núcleos que les lleva a emitir algunos núcleos que les lleva a emitir radiación. Tres tipos:radiación. Tres tipos:
- - Radiación alfaRadiación alfa: son núcleos de He (2 : son núcleos de He (2 protones y 2 neutrones, carga positiva)protones y 2 neutrones, carga positiva)
- - Radiación betaRadiación beta: formada por electrones : formada por electrones (carga negativa)(carga negativa)
- - Radiación gammaRadiación gamma: radiación neutra, del : radiación neutra, del mismo tipo que la luz. Tiene un gran poder mismo tipo que la luz. Tiene un gran poder de penetración.de penetración.
APLICACIONES DE LOS APLICACIONES DE LOS ISÓTOPOS RADIACTIVOSISÓTOPOS RADIACTIVOS
Como fuente de energía en centrales Como fuente de energía en centrales nucleares.nucleares.
Para fabricar pilas de larga duración (en Para fabricar pilas de larga duración (en marcapasos, sondas espaciales,…)marcapasos, sondas espaciales,…)
Para determinar la antigüedad de Para determinar la antigüedad de hallazgos arqueológicos.hallazgos arqueológicos.
Investigaciones forenses.Investigaciones forenses. RastreadoresRastreadores Medicina (diagnóstico, radioterapia,…)Medicina (diagnóstico, radioterapia,…)
FISIÓN Y FUSIÓN FISIÓN Y FUSIÓN
FISIÓN NUCLEARFISIÓN NUCLEAR: rotura de : rotura de núcleos muy grandes como el uranio núcleos muy grandes como el uranio o el plutonio para dar núcleos de o el plutonio para dar núcleos de átomos más pequeños.átomos más pequeños.
FUSIÓN NUCLEARFUSIÓN NUCLEAR: unión de : unión de núcleos de átomos muy pequeños núcleos de átomos muy pequeños para dar núcleos de átomos para dar núcleos de átomos mayores. Es la responsable del brillo mayores. Es la responsable del brillo del Sol y de las demás estrellas.del Sol y de las demás estrellas.