Modelos Atómicos

Diego Ricardo Martínez MonroyGrupo: 137A

ANTECEDENTES

El átomo como unidad Fundamental e indivisible de la materia

Fue formulada por los griegos hace 2500 años

Concepto Filosófico; no existía evidencia experimental

A mediados del siglo XVII R. Boyler introdujo el concepto como se entiende hoy día.

En el siglo XVIII J. Berzelius, enuncia la primera ley empírica de las proporciones definidas en combinaciones químicas.

En 1803 Aparece la primera teoría atómica de J. Dalton, sus puntos fundamentales fueron:

ANTECEDENTES (J. DALTON)

1. Todos los elementos están constituidos por pequeñas partículas llamadas átomos

2. Todos los átomos de un mismo elemento poseen propiedades idénticas, en particular su peso

3. Estos no se crean, destruyen o cambian.

4. Cuando los átomos se combinan lo hacen en relaciones fijas de números enteros formando partículas compuestas (moléculas)

En 1833 M. Faraday demuestra la existencia de partículas con cargas eléctricas en sus experimentos de electrólisis.

En 1859 se estudio el paso de corriente eléctrica a través de los gases. La carga negativa se llamaron RAYOS CATÓDICOS.

En 1897 J.J. Thomson midió la relación entre la carga y la masa de estas partículas mostrando que no eran átomos con cargas eléctricas si no que era un fragmento presente en todos los átomos

ANTECEDENTES

En el siglo XIX se descubrieron dos fenómenos importantes relacionados con los átomos.

ANTECEDENTES

1. Los átomos de un mismo elemento pueden tener diferentes masas pero sus propiedades químicas siguen siendo iguales

2. En 1896 algunos elementos liberan espontáneamente partículas y se transforman en otros este proceso se llama RADIACTIVIDAD

Estos fenómenos descartaron las

ideas de J. Dalton

Además se estableció que un átomo es eléctricamente neutro

En 1898 Thomson propuso que los electrones se encuentran sumergidos en una esfera de materia de carga positiva.

MODELO ATÓMICO DE THOMSON

- --

--

-R

Electrones

Carga positiva distribuida uniformemente R

E

r

ESQUEMA DEL ATOMO DE THOMSON

COMPORTAMIENTO DEL CAMPO ELECTRICO

1.

• La existencia de los espectros atómicos aunque no la presencia de una frecuencia limite, ni el carácter discreto de la radiación emitida por un átomo.

2.• Algunos fenómenos eléctricos como la

conductividad y polarización eléctrica.

3.• Las reacciones químicas bajo el

supuesto de intercambio de electrones.

4.• La periodicidad observada en las

propiedades químicas de los elementos.

MODELO ATÓMICO DE THOMSON

Este modelo puede explicar los siguientes hechos

ESQUEMA DEL ARREGLO EXPERIMENTAL PARA OBSERVAR LA DISPERSIÓN DE PARTÍCULAS (α).

MODELO ATÓMICO DE THOMSON

Partículas α dispersadas

Lámina de oro

Colimadores

Fuente de partículas α

Se observa el comportamiento de las partículas α que realizan colisiones con átomos de una lamina muy delgada de oro.

A raíz de los resultados obtenidos del experimento de dispersión de partículas α, propone un nuevo modelo; donde el átomo esta formado por un pequeño núcleo de materia donde se encuentra concentrada la carga positiva y la mayor parte de su masa y a cierta distancia de el los electrones, tal que la carga neta del átomo es neutra.

MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD

R

Electrones

Limite de átomo

R

E

r

ESQUEMA DE ATOMO DE RUTHERFORD

COMPORTAMIENTO DEL CAMPO ELECTRICO

Vacio

1.• Todos los núcleos de los átomos de un

elemento dado tiene la misma carga eléctrica.

2.• La carga nuclear es un múltiplo entero

del valor de la carga del electrón.

3.

• La carga nuclear de un átomo es igual al numero atómico químico, el cual determina su posición en la tabla periódica.

MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD Con este nuevo modelo y los resultados

experimentales de la dispersión de partículas α se obtuvo nueva información acerca de los átomos.

NUCLEO

MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD

• Cargas positivas

(protones)• Carga total

es (Ze)

• (Z) Numero de cargas positivas llamado NUMERO ATÓMICO

El modelo parecía ser correcto y resulto no serlo; de acuerdo a la mecánica clásica, el sistema ELECTRÓN-NÚCLEO solo será estable si los electrones giran alrededor del núcleo describiendo orbitas circulares (elípticas).

No explica la estabilidad de

la materia

A pesar que el modelo de Rutherford no era de todo correcto la dispersión de las partículas sigue siendo valida hoy día.

TEORIA DE LA DISPERSIÓN DE LAS PARTICULAS α

Tanto el núcleo como la partícula α se pueden considerar como cuerpos puntuales.

El proceso de la dispersión de partículas α por el núcleo solo interviene la fuerza electrostática de repulsión.

El núcleo es tan pesado comparado con la partícula α que se le puede considerar en reposo durante la interacción.

La asíntotas forman un ángulo llamado ÁNGULO DE DISPERSIÓN.

TEORIA DE LA DISPERSIÓN DE LAS PARTICULAS α

b

ϴα

α

N

TRAYECTORIA DE UNA PARTICULA α

DISPERSADA POR UN NÚCLEO ATÓMICO

Cot (ϴ/2)= 4πε0Kb Ze2

α = Partículab = Parámetro de impactoK = Energía Cinética de la partículaZ = Numero atómico del núcleo

Usando el segundo postulado de Planck “un oscilador sólo emite energía cuando pasa de un estado de mayor energía a otro de menor energía”. Consideraba que la frecuencia del movimiento circular del electrón alrededor del núcleo era análoga a la frecuencia del oscilador de Planck.

MODELO ATÓMICO DE BOHRÁTOMO DE

HIDRÓGENO

1.

• El átomo de hidrogeno esta constituido por un núcleo con carga (+Ze) y un electrón ligado a él mediante fuerzas electrostáticas

2.

• Existe para el átomo unos discretos estados energéticos en los cuales el electrón puede moverse sin emitir radiación electromagnética ESTADOS ESTACIONARIOS (energía cte.)

3.

• En los estados estacionarios el momento angular del electrón (L) es igual a un múltiplo entero (n) de la constante de Planck (h) dividida por 2π.