¿COMO SE DESCUBRIO EL...
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¿COMO SE DESCUBRIO EL ATOMO? OBJETIVO: Caracterizar la estructura interna de la materia, basándose en los modelos atómicos desarrollados por los científicos a través del tiempo
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¿COMO SE DESCUBRIO EL ATOMO?
OBJETIVO: Caracterizar la estructura interna de la materia, basándose en los modelos atómicos desarrollados por los científicos a través del tiempo
Átomo: Unidad más pequeña de un
elemento químico que mantiene su
identidad o sus propiedades. La palabra
proviene del (del latín atomus, y éste del
griego άτομος, indivisible).
Las teorías de los griegos estaban basadas en el pensamiento
abstracto y no en la experimentación. La existencia del átomo no
quedo demostrada hasta 1904.
Breve historia hasta llegar al átomo.
TEORIA DE LEUCIPO Y DEMOCRITO
La palabra átomo fue utilizada por Demócrito en el s. V a.C.
para explicar la naturaleza y composición de la materia.
LEUCIPO Y DEMÓCRITO (V A.C.): La
subdivisión de la materia produciría al
cabo átomos que significan “sin corte,
indivisibles”.
¿Cómo podría una materia (cuchillo)
penetrar en una (manzana) si no
existiesen espacios vacíos?
TEORIA DE LOS CUATRO ELEMENTOS
El modelo que se aceptó y transmitió durante más de 2000
años fue el expuesto por Aristóteles en el s IV a.C.
“Todas las sustancias están constituidas por la combinación de
4 elementos: agua, fuego, aire y tierra, los cuales se forman
por estados intermedios. Frio, húmedo, seco y cálido”
Frio + húmedo= agua
Cálido + húmedo= aire
Cálido + aire = fuego
Frio + seco = tierra
ARISTOTELES (IV A.C.): La materia era continua, podía dividirse
infinitamente en partículas más y más pequeñas.
Sin embargo, hubo personas dedicadas al estudio y
transformación de los materiales que se llamaron alquimistas. Los
alquimistas estuvieron rodeados de grandes polémicas, llegando
incluso a estar prohibidas sus prácticas.
Los alquimistas descubrieron nuevos
elementos que incorporaron a los
cuatro de Aristóteles. Descubrieron el
oro (Au), la plata (Ag), el cobre (Cu), el
estaño (Sn), el hierro (Fe), el plomo
(Pb), el mercurio (Hg), el azufre (S) y la
sal (cloruro sódico, NaCl).
DALTON (1766-1844)
Fue el primero en formular un modelo atómico
con bases científicas.
Propuso una TEORÍA ATOMICA, demostrando
que es posible determinar las masas relativas de
los átomos de diferentes elementos.
Según Dalton, cada elemento estaba formado
por átomos que son químicamente idénticos
entre sí y diferentes de los átomos de los demás
elementos.
Teoría de Dalton
Dalton retoma las teorías de Demócrito y Leucipo
Los compuestos químicos están formados por
"átomos de compuesto“, todos iguales entre sí, en
proporciones definidas y constantes.
Los elementos están formados por partículas discretas,
diminutas, e indivisibles llamadas átomos, que
permanecen inalterables en cualquier proceso químico.
Los átomos de un mismo elemento son todos iguales
entre sí en masa, tamaño y en cualquier otra
propiedad física o química.
En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni
se destruyen, solo cambian su distribución.
Principales postulados de Dalton
de su teoría atómica
toda la materia está formada por átomos.
los átomos son partículas diminutas e indivisibles.
los átomos de un elemento son idénticos y poseen igual masa.
los átomos de diferentes elementos se combinan de acuerdo a números enteros y sencillos, formando los compuestos.
en una reacción química se produce un reordenamiento de átomos.
en una reacción química los átomos no se crean ni se destruyen.
Símbolos químicos de J. Dalton: Dalton propone símbolos para designar a los
átomos.
¿Qué aciertos y debilidades tuvo la teoría de Dalton?
A pesar de los avances planteados por Dalton, la teoría
también presento algunos inconvenientes que luego fueron
descubiertos:
Aciertos Debilidades
1.- La materia se compone de
partículas muy pequeñas llamadas
átomos
2.- Los átomos se combinan en una
razón de números enteros y
sencillos
3.- En una reacción química no
existe pérdida de masa
4.- Un compuesto posee los
mismos elementos en igual
proporción de masa
1.- Planteo que los átomos no se
pueden dividir. Hoy se sabe que los
átomos si son divisibles: posee una
estructura interna formada por otras
partículas
2.- indico que los átomos de un
mismo elemento no pueden
presentar diferentes masa y
propiedades. Hoy en día se
conocen los isótopos
3.- Sostuvo que los átomos de un
elemento no pueden convertirse en
átomos de otro elemento. Hoy se
conocen las reacciones nucleares
4.- No considero la unión de dos
átomos del mismo tipo ( moléculas
diatomicas) como el O2, H2, N2,
entre otras.
NATURALEZA ELECTRICA DE LA MATERIA
En el modelo propuesto por Thomson (MODELO DEL BUDIN DE
PASAS) el átomo esta compuesto por electrones de carga negativa
en un átomo de carga positiva, como las pasas en un pudín.
Thomson descubre la existencia del electrón a través del experimento
del tubo de rayos catódicos.
Teoría de
J.J.Thomson
Descubre los rayos catódicos en 1897 a partir del tubo de descarga
Electrones Carga negativa
•Observo que con el paso de
corriente eléctrica se producían
rayos luminosos.
•Los rayos viajaban del catodo(-) al
anodo(+) a los que llamo RAYOS
CATODICOS.
•Como eran desviados con un
imán, concluyo que eran materia y
los denomino ELECTRONES
• Primeras partículas subatómicas
confirmadas experimentalmente.
Modelo atómico de J. Thomson Denominado “Pastel de pasas”
La masa corresponde a la carga positiva y las pasas son las cargas negativas.
Propone que la cantidad de cargas positivas es igual a la cantidad de cargas negativas.
Thomson propone:
“Los átomos son
electrones incrustados
en una masa con carga
positiva”
CONCLUSIONES EXPERIMENTO
DE THOMSON Rayos catódicos son desviados por campos eléctricos y
magnéticos, y cargaban negativamente a metales, los rayos son partículas con carga negativa y masa, descubrimiento del electrón.
Carga del electrón: -
Masa del electrón: 9,10x10-28 g (2000 veces mas pequeña que de un átomo de H).
Si hay cargas negativas, hay igual numero de cargas positivas: nube de carga positiva (Modelo de “pudin de pasas” de Thomson)
Experimento de Goldstein Estudia rayos canales y descubre los protones (p+)
Carga positiva Protones
Los rayos viajaban desde el ánodo(+) al cátodo(-), poseen carga (+), se
denominaron rayos canales y son desviados por un imán lo que
demuestra que es una partícula a la que llamo protones.
GOTITAS DE ACEITE: EXPERIENCIA DE MILLIKAN
Thomson no pudo determinar la carga y la masa del
electrón por su cuenta. En 1911, el físico estadounidense
Robert Millikan,logro medir la carga del electrón a través
de su experimento de la “gota de aceite”, el que consistió
en dejar caer gotas de aceite controlando su velocidad con
un campo eléctrico. Al estar cargadas negativamente, las
gotas caían mas despacio ya que eran atraídas por las
placas positivas. Cuando se igualaba la fuerza de
gravedad con las fuerzas eléctricas, las gotas quedaban
estacionarias. Así, se pudo calcular la carga y la masa del
electrón empleando los resultados de Thomson y Millikan.
Teoría de E. Rutherford
Al disparar contra una lámina de oro,
Rutherford encontró que algunos rayos se
desviaban de su trayectoria
A partir de este descubrimiento
Rutherford concluyó que: “El átomo debe
poseer un núcleo”, con lo cual se
desterraba la teoría de Thomson
Resultados del experimento de
Rutherford:
-La mayoría de las partículas alfa atravesaban la lamina.
-Una pequeña parte atravesaban la lamina y se desviaban
-Una mínima parte chocaba con la lamina y se devolvía hacia
su origen
Modelo de Rutherford
NÚCLEO
Electrones
giran en algún
lugar
Propone un núcleo central positivo, compacto, denso y de
gran masa y los electrones girando alrededor del átomo entre
los grandes espacios que allí existen.
Chadwick: Descubre los neutrones
(1932)
Estructura interna del
neutrón formado por 3
quarks
Posteriormente, en 1932, Chadwick descubre el neutrón, con
lo cual la idea de átomo se estructura en base a protones y
neutrones centrales, mas los electrones dando giros
circulares en torno a este núcleo
Niels Bohr propuso un modelo atómico basado en tres postulados:
En un átomo el electrón sólo puede tener ciertos estados de movimiento definidos y estacionarios, en cada uno de ellos tiene una energía fija y determinada.
Un electrón puede saltar de una órbita a otra absorbiendo ( si va hacia una órbita más exterior) o emitiendo (en caso contrario) un cuanto de radiación electromagnética de energía igual a la diferencia existente entre los estados de partida y de llegada
En cualquiera de esos estados, el electrón
se mueve describiendo órbitas circulares alrededor del núcleo.
Modelos atómicos
a través del tiempo
ÁTOMO
MODELO MECANICO-CUANTICO
(modelo actual)
NÚCLEO
CORTEZA
MODELO MECANICO - CUÁNTICO
ACTIVIDADES:
1.Considerando lo planteado por Leucipo y Demócrito en el siglo V a.de
C,responda las siguientes preguntas:
a)¿Qué sucederá si se divide sucesivamente un trozo de plasticina en trozos
pequeños?,¿hasta qué punto sepodrá dividir?
b)¿Cómo llamó Demócrito a esta porción de materia?, ¿qué significado tiene
esa palabra?
2.- Explique el experimento de rayos catódicos realizado por Thomsom. ¿Qué
partícula fue descubierta con este experimento?
3.Dibuje el modelo atómico propuesto por Thomsom y explique cómo está
formado.
4.- Eugen Goldstein, a fines del siglo XIX, trabajó con un tubo de descargas
similar al que utilizó Thomsom, pero en esta ocasión hizo agujeros en el
cátodo. ¿Qué partícula descubierta mediante este experimento? Dibuje el
esquema del montaje experimental y explíquelo con sus palabras.
5.- El experimentode Rutherford ,representado por la siguiente figura, lleva
a la formulación de un nuevo modelo atómico. Explique el experimento que
realizó Ernest Rutherford sus principales conclusiones y el modelo atómico
que él propone.
6.-¿Cuál es la principal diferencia entre el modelo de Rutherford y sus
precesores?
7.- ¿Por qué el modelo de Thomso no es válido en la actualidad?
8.- ¿Qué tienen en común los modelos de Rutherford y Bohr?
