EL ATOMO A TRAVEZ DE LA

HISTORIA

JUAN PABLO URIBE

LOS GRIEGOS Y EL ATOMO

• EL CONCEPTO DE ATOMO COMO BLOQUE BASICO E INDIVISIBLE QUE COMPONE LA MATERIA DEL UNIVERSO FUE POSTULADO POR LA ESCUELA ATOMISTA EN LA ANTIGUA GRECIA. SIN EMBARGO , NO FUERON CONSIDERADOS SERIAMENTE POR LOS CIENTIFICOS HASTA EL SIGLO XIX, CUANDO FUERON INTRODUCIDOS PARA EXPLICAR LAS LEYES QUIMICAS. CON EL DESARROLLO DE LA FISICA NUCLEAR EN EL SIGLO XX SE COMPROBO QUE EL ATOMO SE PUEDE SUBDIVIDIR EN PARTICULAS MAS PEQUEÑAS

APORTE DE LOS GRIEGOS

Demócrito supuso la existencia del átomo como parte indivisible de la materia, y además

sentenció que existían distintos tipos de átomos que al combinarse de formas y con

ordenaciones distintas formaban las distintas sustancias existentes.

John Dalton

Modelo atómico de John Dalton

Fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1808 por John Dalton, quien imaginaba a los átomos como diminutas esferas. Este primer modelo atómico postulaba: * La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir. * Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes. * Los átomos permanecen sin división, aun cuando se combinen en las reacciones químicas. * Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples. * Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto. * Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.

Modelo atómico de John Dalton

Varios átomos y moléculas representados en A New System of Chemical Philosophy (1808 de

John Dalton )

JOSEPH TOMSOM

1856-1940

Modelo atómico de Thomson

• Luego del descubrimiento del electrón en 1897 por Joseph John Thomson, se determinó que la materia se componía de dos partes, una negativa y una positiva. La parte negativa estaba constituida por electrones, los cuales se encontraban según este modelo inmersos en una masa de carga positiva a manera de pasas en un pastel (de la analogía del inglés plum-pudding model) o uvas en gelatina. Posteriormente Jean Perrin propuso un modelo modificado a partir del de Thompson donde las "pasas" (electrones) se situaban en la parte exterior del "pastel" (la carga positiva).

Modelo atómico de Thomson:

Representación esquemática del modelo de Thomson. Esfera completa de carga positiva con

electrones incrustados

ERNEST RUTHERFOR

1871-1937

EL ATOMO DE RUTHRFOR

Este modelo fue desarrollado por el físico Ernest Rutherford a partir de

los resultados obtenidos en lo que hoy se conoce como el experimento

de Rutherford en 1911. Representa un avance sobre el modelo de

Thomson, ya que mantiene que el átomo se compone de una parte

positiva y una negativa, sin embargo, a diferencia del anterior, postula

que la parte positiva se concentra en un núcleo, el cual también

contiene virtualmente toda la masa del átomo, mientras que los

electrones se ubican en una corteza orbitando al núcleo en órbitas

circulares o elípticas con un espacio vacío entre ellos. A pesar de ser un

modelo obsoleto, es la percepción más común del átomo del público no

científico.

MODELO ATOMICO DE RUTHERFOR

Rutherford predijo la existencia del neutrón en el año 1920, por esa razón en el modelo anterior

(Thomson), no se habla de éste.

Por desgracia, el modelo atómico de Rutherford presentaba varias incongruencias:

MODELO ATOMICO DE RUTHERFOR

• Contradecía las leyes del electromagnetismo de James Clerk Maxwell, las cuales estaban muy comprobadas mediante datos experimentales. Según las leyes de Maxwell, una carga eléctrica en movimiento (en este caso el electrón) debería emitir energía constantemente en forma de radiación y llegaría un momento en que el electrón caería sobre el núcleo y la materia se destruiría. Todo ocurriría muy brevemente.

• No explicaba los espectros atómicos.

EUGEN GOLDSTEIN

DESCUBRIMIENTO DEL PROTON • Goldstein realizo un experimento con el tubo de rayos

catódicos, donde coloco la placa del cátodo con

perforaciones y se percató de que existían electrones

desplazándose hacia el ánodo, sin embargo observo que

había partículas que salían hacia el lado contrario.

J.J.Thomson

DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRON

En 1897 el físico británico J.J.Thomson (1856 – 1940) calculó la relación entre la carga eléctrica y la masa de un electrón

empleando un tubo de rayos catódicos Midiendo de forma cuidadosa y cuantitativa los efectos de los campos magnéticos y

eléctricos sobre el movimiento de los rayos catódicos, Thomson determinó que la relación es de 1,76·108 culombios por

gramo (el culombio, C, es la unidad SI de carga eléctrica).

JAMES CHADWICK

JAMES CHADWICK

EL ATOMO DE BOHR

• Bohr se basó en el átomo de hidrógeno para hacer el modelo que lleva su nombre. Bohr intentaba realizar un modelo atómico capaz de explicar la estabilidad de la materia y los espectros de emisión y absorción discretos que se observan en los gases. Describió el átomo de hidrógeno con un protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón. El modelo atómico de Bohr partía conceptualmente del modelo atómico de Rutherford y de las incipientes ideas sobre cuantización que habían surgido unos años antes con las investigaciones de Max Planck y Albert Einstein.

EL ATOMO DE BOHR

EL ATOMO DE BOHR

MODELO ATOMICO ACTUAL

• El modelo atómico de Schrödinger concebía

originalmente los electrones como ondas de

materia. Así la ecuación se interpretaba como la

ecuación ondulatoria que describía la evolución en

el tiempo y el espacio de dicha onda material

MODELO ATOMICO ACTUAL

MODELO ATOMICO ACTUAL

• Fué desarrollado durante la decada de 1920, sobre

todo por Schrödinger y Heisenberg.

Es un modelo de gran complejidad matemática,

tanta que usándolo sólo se puede resolver con

exactitud el átomo de hidrógeno. Para resolver

átomos distintos al de hidrógeno se recurre a

métodos aproximados.

MODELO ATOMICO ACTUAL

APORTE DE SOMMERFELD

• En 1916, Arnold Sommerfeld, con la ayuda de la teoría de la relatividad de Albert Einstein, hizo las siguientes modificaciones al modelo de Bohr:

• Los electrones se mueven alrededor del núcleo, en órbitas circulares o elípticas.

• A partir del segundo nivel energético existen dos o más subniveles en el mismo nivel.

• El electrón es una corriente eléctrica minúscula.

APORTE DE SOMMERFELD

PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE

DE HEISSEMBERG

PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE

DE HEISSEMBERG • En mecánica cuántica, la relación de indeterminación de

Heisenberg o principio de incertidumbre establece la imposibilidad de que determinados pares de magnitudes físicas sean conocidas con precisión arbitraria. Sucintamente, afirma que no se puede determinar, en términos de la física cuántica, simultáneamente y con precisión arbitraria, ciertos pares de variables físicas, como son, la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto dado. En otras palabras, cuanta mayor certeza se busca en determinar la posición de una partícula, menos se conoce su cantidad de movimientos lineales y, por tanto, su masa y velocidad.

PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE

DE HEISSEMBERG

PRINCIPIO DE EXCLUSION DE PAULIN

• El principio de exclusión de Pauli es un principio

cuántico enunciado por Wolfgang Ernst Pauli en

1925. Establece que no puede haber dos fermiones

con todos sus números cuánticos idénticos (esto

es, en el mismo estado cuántico de partícula

individual) en el mismo sistema cuántico ligado.

PRINCIPIO DE EXCLUSION DE PAULIN

REGLA DE HUND

• La regla de Hund es una regla empírica formulada 1 en 1927 por el físico alemán Friedrich Hund (1896 – 1997) a partir del estudio de los espectros atómicos que enuncia lo siguiente:

• Al llenar orbitales de igual energía (los tres orbitales p, los cinco d, o los siete f) los electrones se distribuyen, siempre que sea posible, con sus espines paralelos, es decir, que no se cruzan. La partícula subatómica es más estable (tiene menos energía) cuando tiene electrones desapareados (espines paralelos) que cuando esos electrones están apareados (espines opuestos o antiparalelos).

REGLA DE HUND

JUAN PABLO URIBE BARRIOS

PRESENTADO A LA PROFESORA

SANDRA BASTOS