Download - Tema 1 Estructura Atomica1
Temas QUÍMICA GENERALTemas QUÍMICA GENERAL
1.- Estructura Atómica 2.- Tabla Periódica3.- Enlace Químico
4.- Soluciones
5.- Equilibrio Químico6.- Grado de Ionización7.- Producto de Solubilidad
8.- Ácidos, Bases y Sales9.- pH y Buffer10.- Hidrólisis
11.- Óxido-Reducción12.- Pilas
Estructura Atómica
UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELAFACULTAD DE FARMACIA
CÁTEDRA DE QUÍMICA GENERAL
Caracas, Octubre 2009Prof. Zuleyma Blanco
CONTENIDO1.1. Teoría Ondulatoria y CorpuscularTeoría Ondulatoria y Corpuscular2.2. Radiación electromagnéticaRadiación electromagnética3.3. Naturaleza dual del electrónNaturaleza dual del electrón4.4. Conceptos: longitud de onda, velocidadConceptos: longitud de onda, velocidad de luz y amplitud. Efecto fotoeléctricode luz y amplitud. Efecto fotoeléctrico5. Energía umbral, energía cinética y energía total5. Energía umbral, energía cinética y energía total6. Teoría de Broglie6. Teoría de Broglie7. Principio de incertidumbre de Heinsenberg7. Principio de incertidumbre de Heinsenberg8. Función de onda8. Función de onda9. Modelo de Bohr, Constante de Rydberg9. Modelo de Bohr, Constante de Rydberg10. Espectro de absorción y emisión de hidrógeno10. Espectro de absorción y emisión de hidrógeno11. Átomo mecano- cuántico11. Átomo mecano- cuántico12. Números cuánticos12. Números cuánticos13. Orbitales atómicos13. Orbitales atómicos14. Estructura electrónica de los átomos14. Estructura electrónica de los átomos15. Principio de exclusión de Pauli, 15. Principio de exclusión de Pauli, Regla de multiplicidad de HundRegla de multiplicidad de Hund
BIBLIOGRAFÍA
Atkins, B. y Jones, L. (2006). Principios de Química. Los cambios del descubrimiento. Buenos Aires: Editorial Médica Panaméricana.
Brown, T., LeMary, E. y Bursten. (1998). Química. La ciencia central. México: Prentice Hall. Séptima edición.
Chang, R. (1999). Química. México: McGraw- Hill. Sexta edición.
Mahan, B.(1968). Química. Colombia: Fondo Educativo Interamericano.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Aplicar los conocimientos teóricos del desarrollo del modelo moderno del átomo sobre la naturaleza de la materia, a partir de experimentos históricos.
OBJETIVOS
OBJETIVO ESPECÍFICOS:
1. Interpretar el efecto fotoeléctrico y aplicarlo en la resolución de problemas
2. Interpretar los espectros de absorción y emisión electromagnética del átomo de hidrógeno
3. Interpretar cualitativamente el principio de incertidumbre de Heisenberg
OBJETIVOS
OBJETIVO ESPECÍFICOS:
1. Interpretar el significado y valor de los números cuánticos.
5. Interpretar las reglas que constituyen los principios de la construcción de átomos.
1. Desarrollar la fórmula electrónica de cualquier elemento, a partir de su número atómico.
7. Describir los números cuánticos de cualquier electrón.
Un átomo es la partícula más pequeña de un elemento que conserva las propiedades
características de dicho elemento.
¿Qué es el átomo?
H2
H
En FÍSICA y QUÍMICA, átomo (del latín atomus, y éste del griego άτομος, indivisible) es la unidad más pequeña de un elemento químico ...
Demócrito460 adC - 370 adC
Platón 427 adC/428 adC – 347 adC
Aristóteles384 adC -322 adC
HISTORIA ATÓMICA
John Dalton1766 - 1844
Wilhelm Rontgen1845 - 1923
PIONERO EN LA TEORÍA ATÓMICA
H.AntoineBecquerel1852 - 1908
Marie Curie1867 - 1934
Pierre Curie1859 - 1906
Thomson1856 – 1940
R. A. Millikan1868 –1953
PIONEROS EN LA TEORÍA ATÓMICA
Ernest Rutherford1871 – 1937
Max Planck1858 - 1947
James Chadwick1891 –1974
HISTORIA ATÓMICA
Albert Einstein1879 - 1955
MECÁNICA CUÁNTICA
Neils Bohr 1885 - 1962
James Maxwell1831- 1889 Louis de Broglie
1892 - 1987
Werner Karl Heisenberg 1901 –1976
Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger 1887 - 1961
“...Creencia de que la materia estaba formada por partículas indivisibles, muy pequeñas a las que llamó ÁTOMOS”.
HISTORIA ATÓMICA
(460-370 a.C) Democritus de Abdera
“materia infinitamente divisible ”
Aristóteles428-347 a.C
Platón
(384-322 a.C.)
HISTORIA ATÓMICA
Jonh Dalton 1803-1807
• Esferas macizas.• Combinación en ciertas proporciones.• Agrupamiento de átomos para formar moléculas.
MODELO ATÓMICO
TEORÍA ATÓMICA
Hizo la primera descripción detallada de la ceguera al color
Marcó el inicio de la Química como Ciencia.Desarrollo algunas de las leyes de la Química
1.- Cada elemento se compone de partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.
2.- Todos los átomos de un elemento dado son idénticos, los átomos de los elementos diferentes tienen diferentes propiedades (incluida la masa).
POSTULADOS
TEORÍA ATÓMICA
Jonh Dalton
3.- En una reacción química ningún átomo de ningún elemento desaparece o cambia en otro átomo o en otro elemento
POSTULADOS
1. Ley de la conservación de la masa: (propuesta por el químico Antoine Lavoisier en 1789. La masa total de los materiales presentes después de una reacción química es la misma que la masa total antes de la reacción.
TEORÍA ATÓMICA
Jonh Dalton
4.- Cuando se combinan átomos de más de un elemento se forman compuestos; un compuesto dado siempre tiene el mismo número relativo de la misma clase de átomos.
POSTULADOS
2. Ley de la composición constante o definida: Joseph Proust en 1799 observó que en un compuesto dado los números relativos y las clases de átomos son constantes.
TEORÍA ATÓMICAJonh Dalton
Elemento vs Compuesto
TEORÍA ATÓMICA de Dalton
Elemento: átomos todos con el mismo número de protones en su núcleo. Compuesto: sustancia formada por 2 o más elementos de la T.P. en una razón fija.
3. Ley de las proporciones múltiples: si dos elementos se pueden combinar para formar más de un tipo de compuesto, las masas de uno de los elementos que se combinan con una masa fija del otro elemento están en relaciones de números enteros pequeños.
TEORÍA ATÓMICA
si dos elementos A y B se combinan para formar más de un compuesto, las masas de B que se pueden combinar con una masa de A están en proporciones de números enteros pequeños.
H2O H2O2 (1:2)
CO CO2 (1:2)
Cl2O Cl2O3 (1:3)
Naturaleza eléctrica de la materia
Tubo de Rayos Catódicos
Tubo de rayos catódicos construido por el físico alemán
Ferdinand Braun en 1897William Crookes 1870
Naturaleza eléctrica de la materia
Tubo de Rayos Catódicos
Esquema de tubo de vidrio con un gas a alto vacío
RAYOS CATÓDICOS
Naturaleza eléctrica de la materia
Experimento de los Rayos Catódicos de J.J Thomson 1895 (1856-1940)
Premio Nobel
en 1906
Los rayos catódicos viajan en línea recta y por ello proyectan la sombra de cualquier cuerpo que se
interponga a su paso
Naturaleza eléctrica de la materia
Descubrió que los rayos se desvían hacia una placa con
carga +
Sabiendo que existían cargas negativas deberían
existir cargas positivas
MODELO ATÓMICO DE THOMSON
Naturaleza eléctrica de la materia
Modelo atómico del pudín de pasas
Los rayos catódicos tienen carga negativa
Naturaleza eléctrica de la materia
Experimento de los Rayos Catódicos de J.J Thomson 1895 (1856-1940)
Resultado: Determinó la relación carga eléctrica/masa del electrón: 1.76x108 coulombs/gramo.
Thomson descubrió que el neón de origen natural era una mezcla de isótopos Ne-20 (90,5%) Ne-21 (0,2%) Ne-22 (9,3%)
ISÓTOPOS Átomos que tienen el mismo número atómico (Z)pero diferente masa atómica (A)
Naturaleza eléctrica de la materia
ISÓTOPOS Átomos que tienen el mismo número atómico (Z)pero diferente masa atómica (A)
Número atómico (Z): # de protones en el núcleo de c/átomo. # de protones (p+) = # de electrones (e-) ZN = 7 7 protones = 7 electrones
Masa atómica (A): # total de protones y neutrones (N) en el núcleo de un átomo de un elemento
A = # (p+) + N A = Z + N
AXZ
X-A
1H1 Hidrógeno H-12H1 Deuterio H-23H1 Tritio H-3
Ejercicios
1.- Uno de los isótopos de hierro se puede representar por 26Fe 57 o por Fe-57 pero no por 26Fe. Explique.
2.- El isótopo de sodio 11Na24 se usa como trazador en los coágulos de Sangre. Diga cuántos: a) protones tiene el núcleo b) neutrones tiene el núcleo c) electrones hay en un átomo de Na-24 d) electrones y protones hay en un ión sodio
Conclusiones: Viajan en línea recta. Tienen carga eléctrica negativa. Tienen masa. Son partículas universales.
Naturaleza eléctrica de la materia
Experimento de los Rayos Catódicos de J.J Thomson 1895 (1856-1940)
Y... sin embargo no fue Thomson quién les dio el nombre de electrones sino George J. Stoney en 1874.
Conclusión: Rayos catódicos constituidos por partículas invisibles a las que llamó ELECTRONES
Naturaleza eléctrica de la materia
Thomsom
Hantaro Nagaoka1865 –1961
Los electrones giraban alrededor de un núcleo (carga +). Similar a saturno con sus anillos.Modelo atómico saturniano
Electrones incrustados en una esfera con carga +
1904
Wilhelm Rontgen1845 - 1923
Observó que cuando los rayos catódicos incidían sobre vidrio y metales se emitían rayos desconocidos de alta energía y podrían penetrar la materia. Oscurecían las placas fotográficas
Los llamó RAYOS X
Equipo de Rayos X desarrollado por Rongten
Naturaleza eléctrica de la materia
H.A. Becquerel1852 - 1908
Marie Curie1867 - 1934
Pierre Curie1859 - 1906
Naturaleza eléctrica de la materia
Propiedades fluorescentes de las sustancias Descubrió compuestos de uranio podían Oscurecer placas fotográficas Semejante a Rayos catódicos
Radiactividad Elementos radiactivos pueden emitir 3 tipos de rayos: α (+) β (-) γ (sin carga)
Naturaleza eléctrica de la materia
Experimento de la gota de aceite de Robert Millikan (1868-1953)
Microscopio graduado
Dispositivo de rayos X
Placas metálicas
conectadas a una fuente de
alto voltaje
Naturaleza eléctrica de la materia
Relación carga eléctrica/masa del electrón=1.76x108 coulombs gramo
Experimento de los Rayos Catódicos de J.J Thomson 1895 (1856-1940)
Experimento de la gota de aceite de Robert Millikan (1868-1953)
Premio Nobel 1923
Carga del electrón= 1.6x10-19C
Masa del electrón = 1.60 x 10-19 C = 9.10 x 10-28g 1.76 x 108 C/g
Ernest Rutherford (1871-1937)
Naturaleza eléctrica de la materia
Naturaleza eléctrica de la materia
Modelo atómico
1.- El átomo está constituido por una zona central, a la que se le llama núcleo, en la que se encuentra concentrada toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo.
2.- Hay otra zona exterior del átomo, la corona, en la que se encuentra toda la carga negativa y cuya masa es muy pequeña en comparación con la del núcleo. 3.- Los electrones se están moviendo a gran velocidad en torno al núcleo.
4.- El tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el del átomo (unas 100.000 veces menor)
5.- Los electrones no caían en el núcleo, ya que la fuerza de atracción electrostática es contrarrestada por la tendencia del electrón a continuar moviéndose en línea recta.
Naturaleza eléctrica de la materia
Ernest Rutherford (1871-1937)
Objeciones al modelo de Rutherford
No explica la:1.- Estabilidad de los átomos.
De acuerdo con las leyes del electromagnetismo, un electrón o todo objeto eléctricamente cargado que es acelerado o cuya dirección lineal es modificada, emite o absorbe radiación electromagnética.
Naturaleza eléctrica de la materia
Ernest Rutherford (1871-1937)
Objeciones al modelo de Rutherford
No explica la:2.-.Aparición de espectros lineales (espectros discontinuos)
Espectro continuo
“ Si los electrones están perdiendo constantemente energía, los espectros de los elementos deberían ser continuos” …siendo en realidad discontinuos.
Naturaleza eléctrica de la materia
Espectro continuo
Espectro discontinuo
Litio
Bario
Mercurio
Neon
Chadwick: Descubrió el neutrón
“Possible existence of a neutron”.
Nature, p. 312 (Feb. 27, 1932)
Naturaleza eléctrica de la materia
James Chadwick1891 –1974
Naturaleza eléctrica de la materia
PARTÍCULA CARGAMASA
uma* g
Protón + 1 1.0073 1.67252x10-24
Neutrón Ninguna 1.0087 1.67495x10-24
Electrón - 1 5.846x10-4 9.1095x10-28
* Unidad de masa atómica.
Una uma es igual a 1.66054x10-24g
Las cargas del electrón y el protón = 1,6022 x 10-19 C
(con signos opuestos)
INVESTIGAR PARA PRÓXIMA CLASE
Naturaleza ondulatoria de la luz.
Efecto fotoeléctrico.
Unidades en que expresa la energía (con sus equivalencias)
Unidades y equivalencias: Angstrom, metro, nanómetro, picómetro, micrómetro.
• Elaborar una línea de tiempo sobre el tema estructura atómica