TEORIA ATOMICATEORIA

ATOMICA

DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRONDESCUBRIMIENTO DEL ELECTRON

Dalton creía que el átomo era Dalton creía que el átomo era indivisibleindivisible..

Con los fenómenos eléctricos se llegó a la Con los fenómenos eléctricos se llegó a la conclusión de que debían existir partículas conclusión de que debían existir partículas más pequeñas que el átomo, responsables más pequeñas que el átomo, responsables del comportamiento eléctrico.del comportamiento eléctrico.

La experiencia de La experiencia de ThomsonThomson demostró la demostró la existencia de esas partículas y las llamó existencia de esas partículas y las llamó electroneselectrones..

¡¡ERROR!!

EXPERIENCIA DE THOMSON (año 1897)EXPERIENCIA DE THOMSON (año 1897)Tubos de descargaTubos de descarga

TUBOS DE DESCARGA : TUBOS DE DESCARGA : • Tubos de vidrioTubos de vidrio• Gas en el interior a muy baja presiónGas en el interior a muy baja presión• Un polo positivo (ánodo) y otro negativo (cátodo) Un polo positivo (ánodo) y otro negativo (cátodo) • Se hace pasar una corriente eléctrica con un elevado voltaje.Se hace pasar una corriente eléctrica con un elevado voltaje.

OBSERVACIÓN:OBSERVACIÓN:• Se emitían unos rayos desde el polo negativo hacia el positivo (*), Se emitían unos rayos desde el polo negativo hacia el positivo (*),

http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/el_atomo/electron.htm?2&1http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/el_atomo/electron.htm?2&1

(*) por eso los llamó rayos catódicos.(*) por eso los llamó rayos catódicos.

http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/el_atomo/electron.htm?2&1http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/el_atomo/electron.htm?2&1

CONCLUSIÓNCONCLUSIÓN

• NOTA: Las partículas que se emitían eran las mismas siempre, NOTA: Las partículas que se emitían eran las mismas siempre, cualquiera que fuese el gas del interior del tubo. cualquiera que fuese el gas del interior del tubo.

En el interior de todos los átomos existen una ó más partículas con carga negativa y se les dió el nombre de ELECTRONES.

EXPERIENCIA DE THOMSONEXPERIENCIA DE THOMSON

MASA Y CARGA DEL ELECTRÓNMASA Y CARGA DEL ELECTRÓN

En 1911 En 1911 Robert Milikan Robert Milikan midió la carga del midió la carga del electrón.electrón.

Al estudiar las desviaciones que se producían en Al estudiar las desviaciones que se producían en los rayos catódicos al colocar un imán alrededor, los rayos catódicos al colocar un imán alrededor, Thomson consiguió medir la relación carga/masa Thomson consiguió medir la relación carga/masa de las partículas que formaban los rayos. Con lo de las partículas que formaban los rayos. Con lo cual se pudo deducir la masa del electrón:cual se pudo deducir la masa del electrón:

carga del e- = - 1,602 . 10-19 C

masa del e- = 9,1096 . 10-31 Kg

DESCUBRIMIENTO DEL PROTÓNDESCUBRIMIENTO DEL PROTÓN

Como la materia solo muestra sus propiedades Como la materia solo muestra sus propiedades eléctricas en determinadas condiciones (por eléctricas en determinadas condiciones (por ejemplo después de ser frotada), debemos pensar ejemplo después de ser frotada), debemos pensar que que la materia es NEUTRAla materia es NEUTRA. Por tanto,. Por tanto,

Los átomos tienen que tener partículas con carga positiva, y se las llamó PROTONES. Además la materia tendrá IGUAL NÚMERO DE CARGAS POSITIVAS QUE NEGATIVAS.

MASA Y CARGA DEL PROTÓNMASA Y CARGA DEL PROTÓN

El protón tiene El protón tiene la misma carga que el electrónla misma carga que el electrón, pero , pero positiva:positiva:

La La masa del protón es masa del protón es 1840 veces mayor1840 veces mayor que la del que la del electrón.electrón.

ORDEN DE MAGNITUD DE ÁTOMOS Y PARTÍCULAS SUBATÓMICAS:ORDEN DE MAGNITUD DE ÁTOMOS Y PARTÍCULAS SUBATÓMICAS:http://ntic.educacion.es/w3//eos/MaterialesEducativos/mem2000/materia/web/index.htmhttp://ntic.educacion.es/w3//eos/MaterialesEducativos/mem2000/materia/web/index.htm

carga del protón = - 1,602 . 10-19 C

masa del protón = 1,6748 . 10-27 Kg

MODELO DE THOMSONMODELO DE THOMSON

Basado en la experiencias hasta Basado en la experiencias hasta el momento:el momento:• descubrimiento del electrón descubrimiento del electrón

(partícula con carga -)(partícula con carga -)• descubrimiento del protón descubrimiento del protón

(partícula con carga +)(partícula con carga +)• Masa del p+ >>>masa del eMasa del p+ >>>masa del e- -

• Átomo es neutro Átomo es neutro (nº cargas += nº cargas -)(nº cargas += nº cargas -)

Es el primer modelo de cómo es Es el primer modelo de cómo es el átomo por dentro.el átomo por dentro.

1897 1897 J.J. J.J. ThomsonThomson

Modelo atómico de Thomson, también

conocido como el modelo del pudín de pasas:

El átomo es una esfera maciza de carga

positiva, e insertados en ella, repartidos

uniformemente están los electrones.

MODELO DE THOMSONMODELO DE THOMSON

¿en verdad son los átomos

como BOLAS MACIZAS?

Para comprobar si el modelo de Thomson era cierto, Rutherford realizó la siguiente experiencia …..

MODELO DE THOMSONMODELO DE THOMSON

Consiste en “bombardear” una lamina de oro con

partículas alfa (α) y observar la trayectoria que seguían éstas al chocar con

la lámina de oro.

EXPERIENCIA DE LA LAMINA DE ORO EXPERIENCIA DE LA LAMINA DE ORO

1911 1911 Ernest Ernest RutherfordRutherford

Material para la experiencia : Material para la experiencia : Emisor de partículas alfa: material radiactivo (por ej. mineral

de uranio) Bloque de plomo con un orificio (*)

(*) Absorbe todas las radiaciones excepto las que salen por el orificio.(*) Absorbe todas las radiaciones excepto las que salen por el orificio.

Lámina de oro Película fotográfica (**)

(**) las partículas que llegaban a la película fotográfica la velaban(**) las partículas que llegaban a la película fotográfica la velaban

EXPERIENCIA DE LA LAMINA DE ORO EXPERIENCIA DE LA LAMINA DE ORO

¿QUIÉNES SON LAS PARTÍCULAS ALFA?¿QUIÉNES SON LAS PARTÍCULAS ALFA?

LAS PARTÍCULAS ALFA NO SE VEN

La radiación alfa es la emisión de núcleos de Helio totalmente

ionizados (*).

Estos núcleos están formados por dos protones y dos

neutrones.

Se generan habitualmente en:• reacciones nucleares • de forma espontánea en la desintegración radiactiva de núcleos de átomos pesados (proceso de fisión nuclear).

El núcleo atómico emite una partícula alfa y se transforma en

un núcleo con 4 uma.

(*) Es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente..

Esta h

oja N

O

ENTRA, NO

ESTUDIAR.

La mayor parte de las partículas alfa atravesaban la lámina de oro SIN DESVIARSE *. (resultado esperado)

Unas pocas partículas atravesaban la lámina pero se desviaban ligeramente**.

Una de cada 10.000 partículas alfa rebotaba ** en la lámina de oro y volvía hacia atrás. (resultado inesperado)

OBSERVACIÓN:OBSERVACIÓN:

EXPERIENCIA DE LA LAMINA DE ORO EXPERIENCIA DE LA LAMINA DE ORO

(**)Sólo era posible si las partículas alfa (cargados positivamente) CHOCAN Ó PASAN CERCA de una gran masa y además de carga también positiva, para que fueran repelidas.

El átomo consiste en:

1. Una pequeña zona con mucha masa y carga positiva, a la que llamó NÚCLEO, y en la que se encontrarían los protones.

2. Una CORTEZA exterior en la que situaban los electrones.

3. La corteza y el núcleo están muy separados, es decir EL ATOMO ESTARÍA PRÁCTICAMENTE HUECO.

CONCLUSIONES:CONCLUSIONES:

MODELO DE RUTHERFORDMODELO DE RUTHERFORD

DESCUBRIMIENTO DEL NEUTRÓNDESCUBRIMIENTO DEL NEUTRÓN

A Rutherford no le salían las cuentas: A Rutherford no le salían las cuentas:

m m átomoátomo > m > m protonesprotones + m + m electroneselectrones

Más concretamente, la masa del átomo era prácticamente el doble de la masa de los protones.Más concretamente, la masa del átomo era prácticamente el doble de la masa de los protones.

Además, ¿cómo es posible que puedan permanecer los protones, Además, ¿cómo es posible que puedan permanecer los protones, siendo cargas del mismo signo, tan juntas y en un espacio tan siendo cargas del mismo signo, tan juntas y en un espacio tan reducido? (*)reducido? (*)

CONCLUSIÓN:CONCLUSIÓN:

(*) Los neutrones evitarían que los núcleos se desintegrasen como consecuencia de la gran repulsión electrostática a la que están (*) Los neutrones evitarían que los núcleos se desintegrasen como consecuencia de la gran repulsión electrostática a la que están sometidos los protones entre sí.sometidos los protones entre sí.

En el núcleo debían existir otras partículas de masa similar a la de los protones, pero neutras (sin carga), a las que llamó NEUTRONES.

MASA Y CARGA DEL NEUTRÓNMASA Y CARGA DEL NEUTRÓN

En 1932, fue En 1932, fue J. Chadwick J. Chadwick quién logró identificar el quién logró identificar el neutrón.neutrón.

El neutrón El neutrón no tiene carga:no tiene carga:

La La masa del neutrón masa del neutrón se puede considerar se puede considerar igual igual a la del protóna la del protón..

carga del neutrón = 0

masa del neutrón = 1,675 . 10-27 Kg

CARACTERIZACIÓN DE LOS ÁTOMOS:CARACTERIZACIÓN DE LOS ÁTOMOS:NÚMERO ATÓMICO Y NÚMERO MÁSICONÚMERO ATÓMICO Y NÚMERO MÁSICO

Sabemos que toda la materia, está formada Sabemos que toda la materia, está formada por átomos. por átomos.

Ya se han descubierto Ya se han descubierto el electrón, el protón el electrón, el protón y el y el neutrón, neutrón, dentro del átomo.dentro del átomo.

Además, tal como dijo Dalton, los átomos de Además, tal como dijo Dalton, los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí. Y los un mismo elemento son iguales entre sí. Y los átomos de elementos distintos son diferentes átomos de elementos distintos son diferentes entre sí. Pero…entre sí. Pero…

¿En que se diferencian los átomos de un ¿En que se diferencian los átomos de un elemento de los de otro elemento químico elemento de los de otro elemento químico diferente?diferente?

RECORDEMOS…RECORDEMOS…

Identificando los elementosIdentificando los elementos

Todos los átomos de un elemento tienen en Todos los átomos de un elemento tienen en común EL NÚMERO DE PROTONES de su núcleo, común EL NÚMERO DE PROTONES de su núcleo, llamado Número Atómico. (*)llamado Número Atómico. (*)

Es decir:Es decir:

(*) Por tanto los átomos de un elemento tienen distinto nº de protones de los de otro elemento (*) Por tanto los átomos de un elemento tienen distinto nº de protones de los de otro elemento químico.químico.

NÚMERO ATÓMICO es el número de protones de un átomo se representa por la letra Z.

Es decir, un elemento químico se caracteriza por su Nº Atómico.

La masa de los átomos…La masa de los átomos…

Como la masa de los electrones es muy pequeña Como la masa de los electrones es muy pequeña comparada con la masa de los protones o la de los comparada con la masa de los protones o la de los neutrones, se puede considerar que:neutrones, se puede considerar que:

La masa de un átomo viene caracterizada La masa de un átomo viene caracterizada por un número, el número Másico.por un número, el número Másico.

NÚMERO MÁSICO es la suma del número de protones y de neutrones que tiene un átomo. Se

representa por la letra A.

m átomo = m protones + m electrones + m neutrones

NUMERO ATOMICO

NUMERO MASICO

Nº PROTONES + Nº NEUTRONES

Nº PROTONES. EEA

Z

SIMBOLO DEL ELEMENTO

Si al Nº Neutrones lo representamos por la letra N, entonces:

A = Z + N

Todo elemento químico viene designado por “E”, su símbolo Todo elemento químico viene designado por “E”, su símbolo químico.químico.

Todos los elementos conocidos se pueden ver o buscar en Todos los elementos conocidos se pueden ver o buscar en una Tablauna Tabla: TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS.: TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS.

En la tabla, para cada elemento, además de “E”, puedo ver En la tabla, para cada elemento, además de “E”, puedo ver su: “Z” y también su “A” (a veces, en vez de “A”, se muestra su: “Z” y también su “A” (a veces, en vez de “A”, se muestra el Peso Atómico del elemento) el Peso Atómico del elemento)

(*) observa: “K” es el Potasio, tiene Z=19, al lado está “Ca” , Calcio, con Z= 20, y así (*) observa: “K” es el Potasio, tiene Z=19, al lado está “Ca” , Calcio, con Z= 20, y así sucesivamentesucesivamente

¿Cómo conozco “E”, “Z” y “A”?

En La tabla periódica aparecen ORDENADOS todos los elementos químicos, POR ORDEN CRECIENTE DE SU Nº ATÓMICO

“Z”. (*)

Símbolo de un Símbolo de un elementoelemento: :

Letra /s que se Letra /s que se utilizan para designar utilizan para designar a un elemento a un elemento químico que es químico que es diferente a otro.diferente a otro.

En general En general representa el nombre representa el nombre de éste en latín o en de éste en latín o en ingles por ejemplo:ingles por ejemplo:

SÍMBOLOS QUÍMICOS

Carbono - C Carbono - C viene viene del latín carbo, del latín carbo, ”rescoldo””rescoldo”

Mercurio - Hg Mercurio - Hg , se , se nombra por el planeta , nombra por el planeta , pero su símbolo revela pero su símbolo revela su nombre original su nombre original hhidraidraggyrunyrun..

El Hidrógeno El Hidrógeno se basa se basa en una acción en una acción química ,del griego química ,del griego hidroshidros=agua y =agua y genesgenes generador generador

Cloro Cloro del griego del griego chloros= amarilli chloros= amarilli verdosoverdoso

Esta h

oja N

O

ENTRA, NO

COPIAR, N

O

ESTUDIAR.

EN LA TABLA PERIÓDICAEN LA TABLA PERIÓDICA

NUMERO ATOMICO

PESO ATOMICO

(sin decimales) ≈ Nº Másico

Esta h

oja N

O

ENTRA, NO

COPIAR, N

O

ESTUDIAR.

ISOTOPOSISOTOPOS

Dalton, en su Teoría Atómica, dijo que Dalton, en su Teoría Atómica, dijo que “todos los átomos de un mismo elemento “todos los átomos de un mismo elemento tenían la misma masa” tenían la misma masa”

Aunque todos los átomos de un mismo Aunque todos los átomos de un mismo elemento se caracterizan por tener el elemento se caracterizan por tener el mismo “Z”, pueden tener distinto número mismo “Z”, pueden tener distinto número de neutrones. de neutrones.

Llamamos isótopos a los átomos de un mismo elemento con igual nº protones (Z), pero distinto nº

de neutrones, y por ello, diferente nº másico (A).

¡¡ERROR!!

ISOTOPOS DEL HIDROGENOISOTOPOS DEL HIDROGENOAl tener igual nº

de protones, todos los isótopos tienen el mismo comportamient

o químico.En cambio, el

tener diferente nº de neutrones influye en que

poseen distinta masa.

Todos los átomos de hidrógeno

siempre tiene un protón en su núcleo, cuya carga está

equilibrada por un electrón.

ISOTOPOS DEL CARBONOISOTOPOS DEL CARBONO

En la naturaleza encontramos 3 isótopos En la naturaleza encontramos 3 isótopos del carbono. Todos ellos tienen 6 protones del carbono. Todos ellos tienen 6 protones en el núcleo (Z=6), pero el:en el núcleo (Z=6), pero el:• 98.89% tiene 6 neutrones, 98.89% tiene 6 neutrones,

por tanto A=12por tanto A=12• 1.11% tiene 7 neutrones, 1.11% tiene 7 neutrones,

esto es A= 13.esto es A= 13.• 0.01% tiene 8 Neutrones, 0.01% tiene 8 Neutrones,

es decir A= 14 es decir A= 14

6 C12

6 C14

6 C16

Determinación de la masa de un Determinación de la masa de un elemento químicoelemento químico

Ejemplo: ISOTOPOS DEL CARBONOEjemplo: ISOTOPOS DEL CARBONO

Como la mayoría de los elementos están formados por varios isótopos, éstos en distinta proporción en la naturaleza, la masa de un elemento se halla haciendo la media ponderada de todos ellos. Veamos el ejemplo del carbono:

EJERCICIOS DE ISOTOPOSEJERCICIOS DE ISOTOPOS

Ejercicios 44, 45 (pág. 93)

Ejercicio 46 (pág. 94) (*)

(*) Es igual que el ejercicio resuelto de la pág. 85, tomarlo

como modelo