evolución del modelo atómico demócrito de abdera (460 - 360 ac) la materia está formada por...
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Evolución del modelo
atómico
Demócrito de Abdera (460 - 360 AC)
La materia está formada por átomos
Demócrito razonaba del siguiente modo: “Si parto una manzana por la mitad, me quedaría la
mitad; si vuelvo a cortarla en dos partes obtendré la cuarta parte de la manzana..........”.
El filósofo llegó a la conclusión de que existe un límite de semejante división y denominó a esta última
parte ÁTOMO ( sin partes o indivisible).
Platón y Aristóteles
NO creen en la existencia del ÁTOMO
• El griego Aristóteles es opuesto a la existencia de los átomos, manifestando que todo cuerpo se puede dividir infinitas veces y que el universo está formado por cuatro elementos.
• Debido a esto la concepción atómica no se consideró por muchos siglos.
1627-1691 Robert Boyle, el más eminente químico del siglo, sostuvo:
“ Átomos son corpúsculos que poseen una inmensa variedad de formas : puntas, rastrillos, ramificaciones y corchetes”
Los átomos de agua son esféricos por eso pueden girar y se desplaza el agua.
Los átomos del fuego tienen pinchos o puntas por eso quema.
1642-1727 Sir ISAAC NEWTON
• Los átomos existen y se atraen unos con otros.• Propone la hipótesis explicando las fuerzas entre los
átomos ,físicamente son su Ley de Gravitación Universal.
John Dalton(1803)• Introduce la idea de la discontinuidad de la materia.
• Es la primera teoría científica que considera que la materia está dividida en átomos
completamente esféricos.
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON• Los elementos están constituidos por
átomos.• Los átomos de un mismo elemento son iguales en
todas sus propiedades.• Los átomos son indivisibles.• Los compuestos contienen átomos combinados.
Joseph Thomson(1897)• Demostró la existencia
de partículas cargadas negativamente, los electrones.
• Este descubrimiento lo realizó estudiando los rayos catódicos.
• Considera al átomo como una gran esfera con carga eléctrica positiva, en la cual se distribuyen los electrones como pequeños granitos.
(de forma similar a las pasas en un budín). • Este modelo fue propuesto en 1904
La mayoría de ellas atravesaba la lámina metálica sin cambiar de dirección; sin embargo, unas pocas eran reflejadas hacia atrás con ángulos pequeños.
Rutherford y sus colaboradores bombardearon una fina lámina de oro con
partículas alfa (núcleos de helio). Observaban, mediante una pantalla fluorescente, en qué medida eran
dispersadas las partículas.
• Éste era un resultado completamente inesperado, incompatible con el modelo de átomo macizo existente.Rutherford demostró que la dispersión era causada por un pequeño núcleo cargado positivamente, situado en el centro del átomo de oro. De esta forma dedujo que la mayor parte del átomo es espacio vacío
Observe que sólo cuando el rayo choca con el
núcleo del átomo hay desviación.
Ernest Rutherford (1911)• Propuso que el átomo
tiene espacio vacío y un núcleo muy pequeño.
• Sugiere la existencia de núcleo positivo.
• Los e- girarían alrededor del núcleo como lo hacen los planetas alrededor del Sol.
• Los cuerpos calientes emiten radiación electromagnética.
• Los cuerpos calientes despiden rayos infrarrojos.
• Un cuerpo a muy alta temperatura se pone rojo porque emite luz roja.
• Si la temperatura sube más, el cuerpo se pone incandescente y emite luz blanca.
ESTRUCTURA ELECTRÓNICA
850 – 950°C 1050 – 1150°C 1450 – 1550°C
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO
Conjunto de ondas electromagnéticas que se encuentran ordenadas de acuerdo a su longitud de onda (ʎ) y frecuencia.
Espectro electromagnético
Espectro electromagnético
Color de la llama al calentar algunos metales
KK
LiLi
Gases excitados
Espectro de la luz blanca (Contínuo)
Espectro del gas Hidrógeno excitado (discontinúo)
LOS ESPECTROS ATÓMICOS
El modelo atómico de Rutherford tampoco explica la discontinuidad de los espectros atómicos
ES NECESARIO UN NUEVO MODELO QUE
EXPLIQUE ÉSTO
Líneas espectrales de otros elementos
Max Planck (1858-1947)
• 1900- Planck propone que los átomos y las moléculas emitían (o absorbían) energía sólo en cantidades discretas, como pequeños paquetes.
• A la mínima cantidad de energía que se podía emitir (o absorber) en forma de radiación electromagnética, Planck la llamó cuanto.
• La energía (E) de sólo un cuanto de energía está dada por:
E= h.vh- constante de planckv- frecuencia de la radiación
Albert Einstein (1879- 1955)
• 1905- Utilizó la teoría de Planck para explicar el efecto fotoeléctrico.
• El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por parte de un metal al ser irradiado con radiación electromagnética.
Niels Böhr (1913)• Böhr propuso un
nuevo modelo atómico , a partir de los descubrimientos sobre la naturaleza de la luz y la energía.
MODELO DE BÖHR
• Los electrones giran en torno al núcleo sólo en niveles energéticos bien definidos.
• Concluyó que la energía de los electrones en el átomo no pueden tomar cualquier valor.
• Los electrones se encuentran girando alrededor del núcleo en forma circular y en niveles de energía.
• Un electrón gana o pierde energía cuando pasa de un nivel a otro nivel.
Es un modelo precursor del actual
MODELO DE BOHR
Niveles permitidos (para el átomo de hidrógeno)
n = 1 E = –21,76 · 10–19 J
n = 2 E = –5,43 · 10–19 J
n = 3 E = –2,42 · 10–19 J
En
ergí
a n = 4 E = –1,36 · 10–19 Jn = 5 E = –0,87 · 10–19 Jn = E = 0 J
Modelo de Bohr: espectros de línea El modelo de Bohr explica el espectro de líneas
del átomo de H. El átomo puede perder energía sólo en ciertas
cantidades discretas, con ciertas longitudes de onda.
n = 2
n = 3
n = 4n = 5n =
n = 1
Series espectrales
n = 6
Lyman
Paschen
Balmer
Bracket
Pfund
EspectroUV Visible Infrarrojo
SERIES: Lyman Balmer Paschen Bracket Pfund
E = h ·
LIMITACIONES El modelo atómico de Böhr explicaba el
espectro atómico del hidrógeno ya que las frecuencias teóricas calculadas con el modelo de Böhr coincidían con las determinadas experimentalmente, sin embargo…
El modelo de Böhr fallaba al intentar explicar los espectros de los átomos polielectrónicos e incluso con el espectro del hidrógeno cuando se utilizaron espectroscopios más potentes.
ARNOLD SOMMERFELD
Supuso que los electrones por tener el mismo tipo de carga eléctrica, forman campos magnéticos iguales por lo que se repelen, no pueden tener órbitas circulares, sino elípticas
ERWIN SCHRODINGER (1927)
El modelo moderno del átomo es obtenido a base de cálculos matemáticos, desarrollando una serie de complejas ecuaciones como es la ecuación de Schrodinger. En la elaboración del modelo mecánico cuántico del átomo, participaron Heinsenberg y De Broglie.
• Según este modelo el electrón tiene una naturaleza dual (es partícula pero también se comporta como onda).
• La dualidad onda-partícula del electrón fue propuesta por Luis de Broglie en 1925.
Principio de incertidumbre de Heisenberg
“Es imposible conocer con exactitud la trayectoria del electrón y su posición exacta en el espacio en forma simultánea”
Según este modelo el electrón ya no se mueve en una trayectoria circular sino con movimiento ondulatorio en una zona del espacio llamada
ORBITAL
La Ecuación de Schrödinger
• El movimiento de una onda se describe matemáticamente mediante una ecuación que se denomina ecuación de onda.
• Schrödinger describió el comportamiento del electrón girando alrededor del núcleo como una onda y planteó la ecuación de onda.
• Al resolver matemáticamente esta ecuación se obtienen distintas soluciones.
MODELO CUÁNTICO ACTUAL
Con este nuevo modelo ya no se habla de órbita (sino de ORBITAL)
Los electrones no son como pequeñas bolitas describiendo trayectorias determinadas nube electrónica
UN ORBITAL ATÓMICO ES UNA ZONA EN LA QUE HAY MAYOR PROBABILIDAD DE ENCONTRAR UN
ELECTRÓN
Orbitales s
1s 2s 3s
Orbitales p Comienzan en el segundo nivel de energía (n
= 2) 3 orbitales, 3 orientaciones distintas
Orbitales d Comienzan en el tercer nivel
de energía (n = 3) 5 orbitales,
5 orientaciones distintas
Orbitales F
EVOLUCIÓN DEL MODELO ATÓMICO
Modelo Actual (resumen)
PERIFERIA electrones.ÁTOMO protones.
NÚCLEO neutrones.
-Los electrones no describen órbitas definidas ,sino que se distribuyen en una determinada zona llamada ORBITAL.
-En esta región la probabilidad de encontrar al electrón es muy alta (95%)-Se distribuyen en diferentes niveles energéticos en las diferentes
capas.