TEORIA ATOMICA, MATERIA Y ENERGIA.

En física y química, la teoría atómica es una teoría de la naturaleza de la materia, que afirma que está compuesta por pequeñas partículas llamadas átomos. La teoría atómica comenzó hace miles de años como un concepto filosófico. Los químicos de la época creían que las unidades básicas de los elementos también eran las partículas fundamentales de la naturaleza y las llamaron átomos (de la palabra griega átomos, que significa "indivisible").Sin embargo, a finales de aquel sigloXIX, y mediante diversos experimentos con el electromagnetismo y la radiactividad, los físicos descubrieron que el denominado "átomo indivisible" era realmente un conglomerado de diversas partículas subatómicas (principalmente electrones, protones y neutrones). que pueden existir de manera separada. El campo de la ciencia que estudia las partículas fundamentales de la materia se denomina física de partículas.

Teoría de Demócrito y leu cipo:

-La teoría atómica, pese a haber sido desarrollada más a fondo a comienzos del siglo XIX gracias a científicos como Dalton y Avogadro, fue propuesta por primera vez en la antigua Grecia.

1.- Los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos e invisibles.

2.- Los átomos se diferencian en su forma y tamaño.

3.- Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos.

-En el siglo IV a. C., Empédocles postuló que la materia estaba formada por 4 elementos: tierra, aire, agua y fuego.

-Aristóteles, posteriormente, postula que la materia estaba formada por esos 4 elementos pero niega la idea de átomo, hecho que se mantuvo hasta 200 años después en el pensamiento de la humanidad.

Modelo atómica de Dalton:

-Los elementos están formados por partículas diminutas, indivisibles e inalterables llamadas átomos.

-Los átomos de un mismo elemento son todos iguales entre sí en masa, tamaño y en el resto de las propiedades físicas o químicas. Por el contrario, los átomos de elementos diferentes tienen distinta masa y propiedades.

-Los compuestos se forman por la unión de átomos de los correspondientes elementos según una relación numérica sencilla y constante.

-Una reacción química implica solo separación, combinación o reordenamiento de los átomos; nunca supone la creación o destrucción de los mismos.

Modelo atómico de Thomson:

-Por ser tan pequeña la masa de los electrones, que la mayor parte de la masa del átomo correspondía a la carga positiva, que, por tanto, debía ocupar la mayor parte del volumen atómico.

-Este físico ingles utilizo un tubo de rayos catódicos y su conocimiento de la teoría electromagnética para determinar la relación carga/masa del electrón.

-Este modelo permitía explicar varios fenómenos experimentales como la electrización y la formación de iones.

Modelo atómico de Rutherford:

El modelo de Thomson tuvo una gran aceptación hasta que, en 1911, el químico y físico inglés Ernest Rutherford y sus colaboradores llevaron a cabo el "Experimento de Rutherford".

En el experimento se bombardeaba una fina lámina de oro con partículas alfa (positivas) procedentes de un material radiactivo y se observaba que:

-La mayor parte de las partículas alfa atravesaban la lámina sin cambiar de dirección, como era de esperar.

- Algunas partículas alfa se desviaron considerablemente.

-Unas pocas partículas alfa rebotaron hacia la fuente de emisión.

TEORIA ATOMICA DE NIELS BOHR:

Primer Postulado:

Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas estacionarias sin emitir energía.

Segundo Postulado:

Los electrones solo pueden girar alrededor del núcleo en aquellas órbitas para las cuales el momento angular del electrón es un múltiplo entero de h/2x3.1416

siendo "h" la constante de Planck, m la masa del electrón, v su velocidad, r el radio de la órbita y n un número entero (n=1, 2, 3, ...) llamado número cuántico principal, que vale 1 para la primera órbita, 2 para la segunda, etc.

Donde Rn= 0.53 n2 … En angstrom(1 Å= 1 x 10-10 m),( 1 pm = 1x10−12 m.)

-1 eV =1,6× 10-19 J

Tercer postulado:

Cuando un electrón pasa de una órbita externa a una más interna, la diferencia de energía entre ambas órbitas se emite en forma de radiación electromagnética.

Donde RH=2.179x10-18J

En= -13,6 eV/n2 =(-313,6/n2)kcal/mol e

Normalmente el electrón en un átomo de hidrógeno se encuentra en la órbita más próxima al núcleo (n=1). Esta es la energía permitida más baja, o el estado fundamental. Cuando el electrón adquiere un cuanto de energía pasa a un nivel más alto (n=2,3, ...) se dice entonces que el átomo se encuentra en un estado excitado. En este estado excitado el átomo no es estable y cuando el electrón regresa a un estado más bajo de energía emite una cantidad determinada de energía, que es la diferencia de energía entre los dos niveles.

CONCLUSIONES:

-Una zona central o NÚCLEO donde se encuentra la carga total positiva (la de los protones) y la mayor parte de la masa del átomo, aportada por los protones y los neutrones.

-Una zona externa o CORTEZA donde se hallan los electrones, que giran alrededor del núcleo.

-La masa de protones y electrones no coincidía con la masa total del átomo; por tanto, Rutherford supuso que tenía que haber otro tipo de partículas subatómicas en el núcleo de los átomos. Estas partículas fueron descubiertas en 1933 por J. Chadwick. Al no tener carga eléctrica recibieron el nombre de neutrones.

-masa del electrón  9,11×10-31 kilogramos, 1840 veces menor que la de los neutrones y protones.

-masa del protón 1,67×10−27 kg

-masa del neutrón 1,674×10−27 kg

-Descubridor del electrón fue Thompson

-Descubridor del proton fue wien

Preguntas modelo examen de admisión:

1) Los elementos están constituidos por partículas pequeñísimas llamadas:a) Electrones, protones, muones, y moléculas.b) Enlaces simples.c) Enlaces, hibridaciones, etc.d) Atomos, electrones, protones, piones, muones, etce) N.A

2) De acuerdo a la teoría atómica de Dalton dice que:a) Los átomos son eternos.b) Preciso fue estudiado como base al átomo de hidrogeno.c) Los átomos de un determinado elemento poseen propiedades idénticas (masa,

volumen, etc.) pero asi mismo, presenta propiedades diferentes a los átomos de otro elemento.

d) Intento explicar el espectro de emisión del atomo de hidrogeno.e) T.A

3) (UNT-2008-I) Según el modelo de Rutherford se afirma :1. El electron gira alrededor del nucleo en orbitas de cualquier radio.2. El nucleo es de carga positiva y de alta densidad.3. El tamaño del nucleo es10000 veces mayor al atomo.4. Solo se cumple en lamina de oro.5. Los electrones no caen al nucleo.

Son ciertas:a) 1,2y3 b) 1,2y 5 c) 2,3y 4 d) 2,4y 5 e) 3,4 y 5

4) (UNT-1998-CIENCIAS) Los protones son:1. Corpúsculos con cargas eléctricas.2. Corpúsculos que se encuentran en el centro del nucleo.3. Corpúsculos con el signo +4. Corpúsculos que se hallan en las orbitas.5. Corpúsculos sin carga.

Son ciertas:a) 1,2 y 3 b) 2,3 y 4 c) 1,3 y 4 d) 3,4 y 5 e) Todas.

5) (UNI) Determino la carga/masa igual 1,7x108 c/g para el electróna) Niels Bohr b) Rutherford c) Max Planck d) J.J Thompson e) Faraday.

6) Son tres partículas fundamentales que explican las propiedades de los átomos, estas son:

a) Alfa, beta, gamma b) proton, electron , muon c) proton, neutrón , electron d) pion,beta y gamma e) positrón, meson , neutrino.

7) Clasifique los siguientes cambios como Físicos (F) o Químicos (Q):

I. Flexión de una barra de aceroII. Humedecer el papelIII. Hornear un panIV. La dilatación de un alambre por acción del calora) FQFF b) FFQF c) QFQF d) FQQF e) FFFF

8) (UNMS )-¿Qué tipo de átomo presenta mayor cantidad de neutrones?

a)

b)

c)

d)

e)

9) - Si un átomo tiene 80 nucleones y 45 neutrones. ¿Cuántos electrones desapareados tiene?a) 1 b) 2 c) 3 d) 4 e) 5

10) Un átomo de plomo posee 82 protones, 82 electrones y 125 neutrones. Entonces podemos afirmar que:

a) el valor del número atómico del plomo es 125b) un átomo de plomo posee 164 nucleonesc) su configuración electrónica es 1s2 , 2s2 , 2p6 , 3s2, 3p6 , 4s2 , 3d8d) 7 electrones en el tercer nivel energéticoe) el valor del número másico del plomo es 207

11) La semidiferencia entre el número de neutrones y número de protones de un atomo con número de masa 77 es 2.5. Determinar el número de electrones que presenta el catión divalente de dicho atomoa) 34 b) 36 c) 38 d) 40 e) 42

12) (UNI) Hallar el valor de Z para un elemento que posee un numero de masa igual a 90 y cumple que Z2 +N2 =2ZN , donde N es el número de neutrones .a) 60 b) 40 c) 45 d) 10 e)90

13) (CEPUNT) Encontrar el número de masa de un átomo que posee dos electrones en el subnivel “p” del quinto nivel y 70 neutrones.a) 78 b)120 c)50 d)63 e)36

14) (CEPUNT -2009) Respecto ala teoría de Dalton:1-Cada elemento se compone de partículas diminutas e indestructibles.2-Los atomos no pueden crearse ni destruirse durante una transformación química.3-Todos los atomos de un elemento presentan las mismas propiedades.4-Los atomos de un mismo elemento pueden presentar diferentes masas.5-Para formar compuestos, los atomos pueden combinarse en proporciones sencillas.

a) 1,2,3, y 4 b) 1,2,3 y 5 c) 2,3,4 y 5 d) solo 3,4 y 5 e)Todas

15) (CEPUNT -2007) El enunciado “los atomos de un mismo elemento son iguales”, fue propuesto por:a) Thompson b) Rutherford c)Millikan d) Dalton e) Bohr

16) (CEPUNT- 2008) Afirmo que “ los electrones giran en orbitales circulares y orbitas elípticas”: a) Louis de Broglie b)Johan Balmer C) Sommerfeld d) Heisenberg e) Erwin

schrodinger.

17) La teoría atómica de Dalton es inconsistente con la existencia de :a) Atomos b) isotopos c) compuestos d) sustancias e) elementos

18) La proposición incorrecta a la teoría atómica Dalton es:a)Los atomos de un mismo elemento tienen la misma masab) El atomo es indivisiblec) El atomo es indestructible d) Los elementos presentan isotopos e) Los atomos se combinan, formando compuestos

19) Respecto a los rayos catódicos, indique la veracidad (v) o falsedad (f) de las siguientes proposiciones .

I.Son de naturaleza corpuscular.II.Estan formados por partículas que salen por detrás del catodo.III.Tiene capacidad de ionizar atomos en el aire .IV.Si en su trayectoria se coloca un objeto , se forma la sombra de dicho objeto.

a) VVVV b) VFVV c) VFFV d) VVFF e) VFFF20) Si la suma de de los iones A4+ B2- tienen en total 48 electrones . ¿ Cual es la suma de la

cantidad de los iones A2- Y B3+ ¿a) 48 b) 51 c) 49 d)60 e) 70

21) Respecto a la teoría atómica de Bohr, en incorrecto:a) Explica los espectros de emisión y absorción del hidrogenob) Se aplica solo a átomos mono electrónicosc) Se basa en la teoría cuántica de Planck d) Explica el espectro de emisión del sonidoe) Cuantifica los saltos electrónicos

22) ¿Qué explica el modelo atómico de Dalton?

a) Los átomos tienen un núcleo muy pequeño donde se concentra casi toda la masa.b) La materia está constituida por átomosc) Los fenómenos eléctricosd) Cuantifica los saltos electrónicose) N.A

23) ¿Qué explica el modelo atómico de Thomson?a) Los átomos tienen un núcleo muy pequeño donde se concentra casi toda la masa.b) La materia no está constituida por átomos.c) Los fenómenos eléctricos.d) Los elementos presentan isotopose) Se basa en la teoría cuántica de Planck

24) ¿Quién determinó la carga del electrón?a) Thompson b) R. Millykan c) Niels Bohr d) Maxc Planck e) Einste

25) (CEPUNT-2007) La afirmación correcta es:a) El modelo atomico de bohr fue desarrollada para atomos polielectronicos.b) Según la teoría atómica de Dalton existen los isotopos.c) Los rayos catódicos están constituidos por cationes d) En el experimento realizado por Rutherford, los rayos usados para bombardear la

laminilla de oro fueron nucleos de helio.e) La particula subatómica de mayor masa es el proton

26) (UNT-2002-B) Según el modelo de Bohr , la máxima energía del electron se logra cuando se halla en el nivel:a) 1 b) 2 c) 10 d) infinito e)N.A

27) Respecto al modelo atómico de Niels Bohr, es falso que:

a) Cada orbita tiene una determinada cantidad de energía.b) La energía de cada nivel esta cuantizada c) Cuando un electron cae a un nivel de menor energía, absorbe un foton.d) El nucleo es positivo e interactúa electrostáticamente con el electron que gira a su

alrededor.e) Cuando un electrón salta de una órbita a otra, se libera o absorbe energía.

28) ¿Cuál de las siguientes partículas subatómicas tiene la menor masa?a) Proton b) electron c) positrón d) neutrón e) partículas alfa

29) (CEPUNT-2006) En experimentos con el tubo de rayos catódicos es FALSO QUE:a) Los rayos catódicos se propagan en línea recta b) Los rayos catódicos inducen fluorescencia en el vidrioc) Las propiedades de los rayos catódicos son independientes de la naturaleza del

material de los electrodos d) Los rayos catódicos se desvían ante los campos magnéticos e) Los rayos no se desvían ante los campos eléctricos.

30) (CEPUNT -2009-I) Rutherford en sus experimentos sobre estructura atómica, afirmo que:a) La mayor parte de la masa y toda la carga positiva de un atomo esta centrada en el

nucleo.b) La magnitud de la carga positiva es igual para los distintos átomos.c) Dentro del núcleo el número de cargas negativas es igual al número de cargas

positivasd) En el átomo no existen espacios vacíos.e) La partícula alfa lleva dos unidades de carga negativa.

31) (CEPUNT-2005-I) Según la teoría atómica de Bohr, la distancia en Angstrom, entre el tercer y el quinto nivel en el átomo de hidrogeno es:a) 8,46 b) 6,60 c) 8,80 d) 8,90 e) 8,98

32) Calcular el radio de la primera órbita en el Ion 4He+ en angstrom:a) 3A b) 0.53A c) 2.12A d) 7A e) N.A

33) (CEPUNT-2007-II) E l nivel en el atomo de H excitado, corresponde la energía de -19,6 kcal/mol e es:

a) 3 b) 4 c) 5 d) 6 e) 7

34) (UNT-2008-AREA -B) El electron en un atomo de hidrogeno excitado se halla en el nivel n=2.Si la energía del electron en el estado fundamental es -13,6 eV y el radio de Bohr es 0,053 nm, entonces la energía y el radio de la orbita del electron para n=2 es:

a) -6,24 eV; 1,530 nmb) -5,30 eV; 0,951 nmc) -4,31 eV ; 0,420 nm d) -3,4 eV; 0,212 nme) -2,12 eV; 0,136 nm

35) Para el átomo de Bohr, ¿ en que capa se cumple que su radio es la cuarta parte del radio de la sexta capa?a) 1 b)2 c) 3 d) 4 e)5

36) Hallar la distancia entre las órbitas n:5 y n: 3 en el átomo de hidrógeno según Bohr:a)8,10A b) 8,9 c)8,48 d) 6,60 e)9,10

37) De las siguientes afirmaciones, señalar las que, siendo originales de Bohr, son recogidas en el modelo actual del átomo:a) Cuando el electrón pasa de un nivel de energía E2 a otro E1, siendo E2> E1, el átomo

emite radiación.b) El electrón gira en torno al núcleo en órbitas bien definidas.c) El electrón en el átomo no puede tener una energía cualquiera.d) En el primer nivel es el de máxima energía.e) Solo la d es falsa.

38) (CEPUNT-2006-III) Si el radio de la primera orbita de Bohr del átomo de hidrogeno es 0,53A; entonces, el radio de la 3era orbita de Bohr del átomo de hidrogeno es:a) 1,59 A b) 2,48 A c) 3.61 A d) 4,77 A e) 5,24 A

39) Determinar la energía que tiene un electron en un átomo según Bohr, si su radio de es 13,25 A.a) -0,70 b) -0,60 c) -0,54 d) -0,30 e)-0,37

40) (CEPUNT-2004-I) Con respecto a la teoría atómica de Bohr, la proposición incorrecta es: a) El átomo de hidrogeno posee un núcleo que contiene un protón y alrededor gira un

electrón describiendo orbitas circulares.b) En un atomo hay interacción eléctrica entre su nucleo positivo y el electron que gira a

su alrededor.c) Los electrones giran solamente en orbitas permitidas y de energía constante.d) Los radios de las orbitas circulares no pueden asumir cualquier valor.e) Si un electrón se traslada de una órbita de una a otra, no se absorbe ni se emite

energía