Teoría atómica




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ÍNDICE




TEORÍA ATÓMICA 1

MODELO ATÓMICO DE JOHN DALTON 2

RAYOS CATÓDICOS 3

MODELO ATÓMICO DE THOMSON 3

CARGA Y MASA DEL ELECTRÓN 4

DESCUBRIMIENTO DEL PROTÓN 5

RAYOS X 5

RADIACTIVIDAD 5

MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD 6

MODELO ATÓMICO DE NIELS BOHR 6

BIBLIOGRAFÍA 8

VIDEOS RECOMENDADOS 9





TEORÍA ATÓMICA


El átomo es la unidad básica de materia que consiste en un núcleo denso y central, el cual se encuentra rodeado por una nube de electrones cargados negativamente. El núcleo atómico contiene una mezcla de protones positivos y neutrones neutros. Los electrones de un átomo están unidos al núcleo por la fuerza electromagnética: de este mismo modo es que un grupo de átomos pueden permanecer juntos y formar una molécula.

Ahora que ya entendemos qué es un núcleo, podemos comenzar a hablar de la teoría atómica. Esta teoría es la idea de que la materia está constituida por pequeñas unidades denominadas átomos.

El origen de la teoría atómica de la materia, se remonta cuando Leucipo y Demócrito planteaban que la materia estaba formada por una partícula indestructible e indivisible a la que llamaron átomo. En el siglo V antes de Cristo. Esta idea fue apoyada por algunos, pero firmemente destituida por otros como Aristóteles.

Durante la Edad Media y el reinado católico, la vida se vio muy influida por las ideas de Aristóteles, por lo que el tema de los átomos no se volvió a tocar. Sin embargo, la concepción del átomo siguió viva y volvió a tener asidero durante el renacimiento.

MODELO ATÓMICO DE JOHN DALTON


La teoría atómica moderna comienza con John Dalton, un químico y meteorólogo inglés que en el año 1808 publicó un libro que explica su teoría de los átomos bajos algunos Postulados Dalton explicó su teoría formulando una serie de enunciados simples:

1. La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.

2. 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.

3. Los átomos permanecen sin división, aun cuando se combinen en las reacciones químicas.

4. Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples. 5. Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto. 6. Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.

Aunque estas ideas no eran nuevas, su importancia vino al descubrir una forma de obtener el peso atómico, y también fue el primero en proponer símbolos estándar para los elementos.http://static.batanga.com/sites/default/files/styles/full/public/curiosidades.batanga.com/files/teoria-atomica-moderna-2_0.jpg?itok=jyvosurh

Su trabajo se centraba en la estructura química de los átomos para unirse, y no tanto en la estructura interna de los mismos.

RAYOS CATÓDICOS


En 1850 William Crookes construyó tubo de descarga conocido también como tubo de Crookes. Este consiste en un tubo de vidrio con electrodos metálicos en sus extremos. Los gases son aisladores eléctricos, sin embargo si sometemos el gas a bajas presiones y elevados voltajes, éstos se convierten en conductores eléctricos. La bomba de vacío nos permite enrarecer progresivamente el gas que llena el tubo, esto permitirá que la presión disminuya a 4 o 5 mm Hg; además elevamos el voltaje a unos 5000 voltios: se observará un haz luminoso entre los dos electrodos. Si la presión del gas llega a casi un vacío, dejamos a 1 mm Hg, la luminosidad invade todo el tubo. A presiones menores aparece cerca del cátodo una zona oscura denominada Espacio oscuro de Crookes, este espacio se incrementa al disminuir la presión. Al alcanzar 0.01 mm Hg el espacio oscuro de Crookes ocupa prácticamente todo el tubo de vacío, pero sucede la aparición de una iluminiscencia azulada que procede al cátodo. A esta iluminiscencia se le denominó rayos catódicos.sir william crookes 1906.jpg

Las características de los rayos son:

1. Los rayos viajan en línea recta desde el cátodo

2. El haz de rayos catódicos, en presencia de un campo eléctrico, se desvía hacia la placa positiva, dando prueba de su carga eléctrica positiva.

3. El paso de los rayos catódicos transfieren energía térmica y cinética a las aspas.

MODELO ATÓMICO DE THOMSON


Este modelo atómico, también llamado “budín de pasas”, fue propuesto por Joseph John Thomson en 1897. El físico británico, descubrió el electrón, al deducir que los rayos catódicos estaban formados por partículas negativas. Dedujo que los rayos catódicos no estaban cargados, ni eran átomos, así que eran fragmentos de átomos, o partículas subatómicas, a estas partículas les dio el nombre de electrones. A Thomson también se le atribuye el descubrimiento de los isótopos, así como el invento del espectrómetro de masa.

J.J. Thomson, propuso el modelo que lleva su nombre para explicar la estructura atómica. Este consistía en una esfera de materia no uniforme cargada positivamente, donde se encontraban insertadas las partículas negativas, es decir, los electrones, de ahí que también se le conozca a este modelo como “budín de pasas”, por la semejanza con éste dulce inglés.http://quimica.laguia2000.com/wp-content/uploads/2010/04/modelo-atomico-de-thomson.jpg

CARGA Y MASA DEL ELECTRÓN


Thomson construyó un tubo de descargas en el que dispuso un campo eléctrico en oposición de un campo magnético, los cuales fueron regulados de tal manera que no se observara desviación de los rayos catódicos. Esto último ocurre sólo cuando la intensidad de ambos campos es igual. Bajo estas condiciones, sólo pudo determinar la razón carga/masa del electrón, estableciendo para esta razón el valor -1.76 x 108Coulomb/gramo. Con esta información era imposible determinar la masa y la carga en forma separada.

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Pero en 1909 R. Millikan determinó la carga del electrón a través del experimento de gotitas de aceite suspendidas en un campo eléctrico. Para en electrón obtuvo la carga –1.6 x 10-19 Coulombs. Por lo tanto se puede determinar la masa del electrón:

En conclusión gracias al descubrimiento del electrón, Thomson plantea un modelo atómico “El budín de pasas”, el que consideraba a los átomos como esferas de carga positiva, uniformemente distribuidas y a los electrones dispersos en ella en un número igual a las cargas positivas, para conservar la neutralidad.

DESCUBRIMIENTO DEL PROTÓN


En 1886, Goldstein observó que al trabajar con un tubo de descarga de cátodo perforado, en dirección opuesta a los rayos catódicos, se desprendía una radiación. Estos rayos fueron designados como rayos canales y resultaron ser partículas positivas, originadas por el choque de los rayos catódicos con átomos de gases residuales en el tubo.

Se determinó la relación carga / masa del protón, el valor encontrado fue 9.58 x 104 C/g, con lo que la masa calculada para esta partícula fue 1.67 x 10-24 g. Esto indica que la partícula positiva tendría una masa de 1836 veces mayor que el electrón. La carga eléctrica del protón es igual a la del electrón pero con signo contrario, o sea +1.6 x10-19 C.

RAYOS X


En 1895, Roentgen estudiando los rayos catódicos observó que una lámina recubierta con ciano platinato de bario que estaba a una cierta distancia del tubo, emitía una fluorescencia verdosa. “Corresponden a unos rayos que atraviesan los materiales menos densos, como la madera, pero no pasan a través de los más densos, como los metales. Además no sufren desviación por efectos de campos eléctricos o magnéticos. Por estas características, estos rayos no deberían estar formado por partículas cargadas, son como rayos de luz”. Él apenas tenía idea de cuál era la naturaleza de esos rayos, así que los llamó RAYOS X.

RADIACTIVIDAD


En 1896. Henri Becquerel, estudiando la fluorescencia emitida por un material de uranio descubrió casualmente la radiactividad, propiedad de algunos átomos de ciertos elementos consistente en la desintegración espontánea del núcleo, generando partículas y átomos de menor masa. Dicha propiedad siguió siendo estudiada por los esposos Marie y Pierre Curie, quienes descubrieron el radio y el polonio. Posteriormente Rutherford experimenta con esta nueva radiación aplicándole un campo eléctrico y logra obtener tres tipos de radiaciones que los llamó: alfa, beta y gamma

MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD


En 1911, Rutherford utilizando un haz de radiación alfa, bombardearon láminas metálicas muy delgadas, colocando una pantalla de sulfuro de zinc a su alrededor, sustancia que tenía la cualidad de producir destellos con el choque de las partículas alfas incidentes. La hoja metálica fue atravesada por la mayoría de las partículas alfa incidentes. Algunas de ellas siguieron en línea recta, otras fueron desviadas de su camino y lo más sorprendente fue que muy pocas rebotaron contra la lámina.

El comportamiento de las partículas alfa contra la lámina metálica llevó a Rutherford a concluir que cada átomo estaría formado por una parte central, el núcleo, de carga positiva donde estaría concentrada la masa del átomo. Con ello explicaba la desviación de las partículas alfa. Los electrones se encontrarían en una estructura externa girando en órbitas circulares muy alejadas del núcleo, dejando un gran espacio libre que explicaría el paso mayoritario de las partículas alfa. Esta visión se conoce como el modelo planetario de Rutherford.

MODELO ATÓMICO DE NIELS BOHR


Entre 1911 y 1913 existió gran incertidumbre acerca de la estructura atómica. Se había descartado el modelo de J.J.Thomson porque no pudo explicar la desviación de los rayos alfa; el modelo de Rutherford estaba de acuerdo con los experimentos de desviación de partículas alfa, pero éste, además de ser inestable (porque el electrón perdía energía en forma de radiación electromagnética), no podía explicar la naturaleza de los espectros de emisión y absorción atómica.

En 1913, Bohr desarrolló un modelo atómico abandonando las consideraciones de la física clásica y tomando en cuenta la Teoría cuántica de Max Planck.

Niels Bohr no desechó totalmente el modelo planetario de Rutherford, sino que incluyo en las restricciones adicionales. Para empezar, consideró no aplicable el concepto de la física clásica de que una carga acelerada emite radiación continuamente.

Según la teoría cuántica de Planck, la absorción y emisión de energía tiene lugar en forma de fotones o cuantos. Bohr usó esta misma idea para aplicarla al átomo; es decir, el proceso de emisión o absorción de radiación por un átomo solo puede realizarse en forma discontinua, mediante los fotones o cuantos que se generen por saltos electrónicos de un estado cuantizado de energía a otro.modelo atomico de bohr

El modelo de Bohr está basado en los siguientes postulados, que son válidos para átomos con un solo electrón como el hidrógeno y permitió explicar sus espectros de emisión y absorción.

1. Primer Postulado: Estabilidad del Electrón

Un electrón en un átomo se mueve en una órbita circular alrededor del núcleo bajo la influencia de la atracción coulómbica entre el electrón y el núcleo, obedeciendo las leyes de la mecánica clásica.

Las únicas fuerzas que actúan sobre el electrón son las fuerzas de atracción eléctrica (Fa) y la fuerza centrípeta (Fc), que es exactamente igual a la fuerza centrífuga.

2. Segundo Postulado: Orbitas o niveles permitidos

En lugar de la infinidad de órbitas posibles en la mecánica clásica, para un electrón solo es posible moverse en una órbita para la cual el momento angular L es un múltiplo entero de la constante de Planck h.

3. Tercer Postulado: Niveles Estacionarios de Energía

Un electrón que se mueva en una de esas órbitas permitidas no irradia energía electromagnética, aunque está siendo acelerado constantemente por las fuerzas atractivas al núcleo. Por ello, su energía total E permanece constante.

4. Cuarto Postulado: Emisión y Absorción de Energía

Si un electrón que inicialmente se mueve en una órbita de energía Ei cambia discontinuamente su movimiento de forma que pasa a otra órbita de energía Ef se emite o absorbe energía electromagnética para compensar el cambio de la energía total. La frecuencia ν de la radiación es igual a la cantidad (Ei – Ef) dividida por la constante de Planck h.

BIBLIOGRAFÍA


(s.f.). Recuperado el 1 de Septiembre de 2015, de https://quimicacorella.files.wordpress.com/2011/11/modelo-atc3b3mico-de-dalton.pdf

Full Quimica. (20 de Julio de 2014). Recuperado el 3 de Septiembre de 2015, de http://www.fullquimica.com/2011/03/teoria-atomica-y-modelos-atomicos.html

Basilio, P. S. (s.f.). Red de maestros. Recuperado el 3 de Septiembre de 2015, de http://www.rmm.cl/index_sub.php?id_seccion=6496&id_portal=796&id_contenido=9675

Dominguez, M. (s.f.). Batanga. Recuperado el 2 de Septiembre de 2015, de http://www.batanga.com/curiosidades/2011/07/19/los-origenes-de-la-teoria-atomica

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