Originales de - UNTDF€¦ · Capitulo 3 de 5 • Estructura Atómica. • Historia de los modelos...
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Primera Temporada
Capitulo 3 de 5
• Estructura Atómica.
• Historia de los modelos atómicos.
• Tabla Periódica.
• Estructura general de la tabla periódicaIng. Sergio Luppo 1
Originales de
+18
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Teoría Atómica
Ing. Sergio Luppo 2
Siglo V a.C. Demócrito “toda la materia estaba formada por partículas pequeñas e indivisibles” (átomos)
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Ing. Sergio Luppo 3
John Dalton
J.J.Thomson
E. Rutherford
Niels Bohr
1808
1897
1911
1913
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Ing. Sergio Luppo 4
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John Dalton 1808
1.Los elementos están formados por partículas extremadamente pequeñas: átomos.
2.Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos, igual tamaño, masa y propiedades químicas.
3. Los átomos de un elemento son diferentes a los átomos de todos los demás elementos (masa).
4.Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento.
5.La relación del numero de átomos entre dos de los elementos presentes siempre es un numero entero o una fracción sencilla.
6.Una reacción química implica solo la separación , combinación o reordenamiento de los átomos, nunca supone la creación o destrucción de los mismos.
Ing. Sergio Luppo 5
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Leyes
Ley de las proporciones definidas de Joseph Proust: (1799) (3° hipótesis)• muestras diferentes de un mismo compuesto siempre contienen los
mismos elementos en la misma proporción de masa. Esto implica que la proporción de los átomos también lo es.
Ley de las proporciones múltiples: (3° hipótesis)• si dos elementos pueden combinarse para formar mas de un
compuesto, la masa de uno de los elementos que se combina con una masa fija de otro mantiene una relación de números enteros pequeños.
Ley de la conservación de la masa: (4° hipótesis)• La materia no se crea ni se destruye.
Ing. Sergio Luppo 6
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ATOMO: (Dalton una partícula extremadamente pequeña e
indivisible) la unidad básica de un elemento que puede intervenir en una combinación química.
Partículas SubatómicasRadiación: emisión y transmisión de energía a
través del espacio en forma de ondas.Determinó la relación entre la carga eléctrica y la masa de un electrón.
-1.76 x 108 C/g.
J.J.Thomson 1897 (electrón)
Ing. Sergio Luppo 7
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Ing. Sergio Luppo 8
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Electrón
R. A. Millikan: 1908.
Midió la carga del electrón
-1.6022 x 10-19 C
Calculó la masa de un electrón
9.10 x 10-28 g
Ing. Sergio Luppo 9
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Radiactividad
1895. Wilhelm Röntgen. Rayos X. A partir de rayos catódicos sobre vidrio o metal.
Como no eran desviados por un imán, no tenían partículas con carga.
Antoine Becquerel. Rayos espontáneos
a partir de compuestos de uranio.
Marie Curie. radiactividad: emisión
espontanea de partículas o radiación.
Produciendo 3 tipos de rayos.
Ing. Sergio Luppo 10
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J.J.Thomson 1897
• Los átomos contienen electrones y son eléctricamente neutros.
• Thomson propuso su modelo de Pastel de Pasas. Una esfera uniforme cargada positivamente con los electrones
como pasas.
Ing. Sergio Luppo 11
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1910 Ernest Rutherford
Protón y Núcleo
Ing. Sergio Luppo 12
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Ing. Sergio Luppo 13
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Ing. Sergio Luppo 14
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James Chadwick 1932
Neutrones: partículas eléctricamente neutras
Helio: 2 protones y 2 neutrones
Hidrógeno: 1 protón
Ing. Sergio Luppo 15
Partícula Símbolo Carga Masa, kg
Electrón e- -1 9,109 x 10-31
Protón p +1 1,673 x 10-27
Neutrón n 0 1,675 x 10-27
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• Número atómico (Z): número de protones.
Z = p = e-
• Número másico (A): número total de neutrones y protones.
A = p + n = Z + n
Ing. Sergio Luppo 16
XA
Z
Isotopos: átomos que tienen el mismo número
atómico pero diferente número másico.
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Amplitud (A): distancia vertical de la línea media de una onda a su cresta o valle.
Ing. Sergio Luppo 17
λ
Propiedades de las ondas:
Longitud de onda (λ): distancia entre puntos iguales de ondas sucesivas.
Frecuencia (ν): número de ondas que pasan por un punto particular en un segundo. (ciclos)
Intensidad o brillo = A2
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Velocidad (u) : es el producto de su longitud por su frecuencia.
u =λν
Depende del tipo de onda y el medio
λ se mide en m, cm, nm, etc.
ν se mide en hertz (Hz)
1 Hz = 1 ciclo /s
Ing. Sergio Luppo 18
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Ing. Sergio Luppo 19
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Teoría cuántica de Planck (1900)
Intercambio de energía entre materia y radiación ocurre en cuantos
Longitud de onda (λ) Frecuencia (ν)
h: constante de Planck = 6.63 x 10 -34 J.s
Ing. Sergio Luppo 20
chE
hE
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Teoría Cuántica
• Espectroscopia: entender la estructura interna de los átomos
• Teoría cuántica permite predecir y entender la función de los electrones en la química.
• 1900- Max Planck: los átomos y moléculas emiten energía solo en cantidades discretas o cuanto.
• Cuanto: mínima cantidad de energía que se puede emitir (o absorber) en forma de radiación electromagnética.
• Onda. Alteración vibratoria mediante la cual se transmite la energía.
Ing. Sergio Luppo 21
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Efecto fotoeléctrico
• 1905. Albert Einstein
• Frecuencia umbral
• Hipótesis: un rayo de luz está
compuesta por partículas. Fotones
Ing. Sergio Luppo 22
hE
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Ing. Sergio Luppo 23Felipe
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Ing. Sergio Luppo 24
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Espectro de emisión del átomo de hidrógeno. 1913 Niels Bohr
Rh : constante de Rydberg para el H2
n: número cuántico principal (n= 1, 2, 3, …)
Ing. Sergio Luppo 25
2hnn
1RE
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Átomo de hidrógeno
La ecuación de Schrödinger:
– Especifica posibles estados de energía que puede ocupar el electrón
– Identifica las respectivas funciones de onda ψ
Densidad electrónica: probabilidad de encontrar un electrón en cierta región del átomo.
Orbital atómico: función de onda del electrón de un átomo. Ing. Sergio Luppo 26
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QGeI: S. Luppo 27
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QGeI: S. Luppo 28
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Imágenes obtenidas con microscopio electrónico de efecto túnel
Ing. Sergio Luppo 29
Grafito Arseniuro de galio
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Estructura interna de una molécula de pentaceno, de 1,4 nanómetros de longitud
Microscopio de Fuerzas Atómicas30
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QGeI: S. Luppo 31
Orbitales atómicos
a. Diagrama densidad electrónicab. Diagrama de superficie de contorno o
Superficie limite, 90% de probabilidad de encontrar el electrón.
Nube electrónica, la densidad del sombreado representa la probabilidad de encontrar el electrón.
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QGeI: S. Luppo 32
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QGeI: S. Luppo 33
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Siete orbitales f de un nivel (con n=3)
Lantánidos y actínidos y elementos mas pesados.
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QGeI: S. Luppo 35
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Tabla PeriódicaDmitri I. Mendeleev
1869. Ley Periódica: elementos ordenados en orden creciente de masa atómica.
Número atómico Z (estructura atómica)
• Filas - familias: tendencias regulares en sus propiedades.
36Ing. Sergio Luppo
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Ing. Sergio Luppo 37
Períodos: filas horizontales
Grupos o familias: columnas verticales
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Ing. Sergio Luppo 38
KAu
S
ICl
Br
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Ing. Sergio Luppo 39
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Ing. Sergio Luppo 40
Grupos con nombres especialesMetales alcalinosMetales alcalinotérreosHalógenos Gases nobles
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Ing. Sergio Luppo 41
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Ing. Sergio Luppo 42
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Variación de las propiedades físicas a lo largo de un periodo y en un grupo
• Al desplazarse de izquierda a derecha a lo largo de un periodo hay una transición de metales a metaloides a no metales.
• Tercer periodo: Na -> Ar• El sodio, es un metal muy reactivo• El cloro, es un no metal muy reactivo.• Dentro de un grupo, las propiedades físicas varían
de manera más predecible, en especial si los elementos se encuentran en el mismo estado físico
Ing. Sergio Luppo 43
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Ing. Sergio Luppo 44
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Ing. Sergio Luppo 45
Grupo 6A
Periodo 4: Sc-Zn
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Variaciones periódicas de las propiedades físicas
Radio atómico
• radio atómico es la mitad de la distancia entre los núcleos de átomos vecinos.
• Para elementos que existen como moléculas diatómica, es la mitad de la distancia entre los núcleos de los dos átomos de una molécula en particular.
QGeI: S. Luppo 46
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QGeI: S. Luppo 47
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Ing. Sergio Luppo 48
espacial
Esferas y
barras
Isosuperficie de
densidad
Superficie
elpot
Fórmula estructural
Fórmula molecular
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Fórmula empírica CH2O
Fórmula molecular formaldehido CH2O
Fórmula molecular acido acético C2H4O2
Fórmula molecular acido láctico C3H6O3
Fórmula molecular glucosa C6H12O6
Ing. Sergio Luppo 49
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Reacciones nucleares
Ing. Sergio Luppo 50
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Fórmulas Químicas
• Expresión de la composición de las moléculas y compuestos iónicos por medio de símbolos químicos.
• Formula empírica: indica cuales elementos están presentes y la proporción mínima, en números enteros, entre sus átomos. HO -> H2O2 (peróxido de hidrogeno)
• Formula molecular: indica el numero exacto de átomos de cada elemento que están presentes en la unidad mas pequeña de una sustancia.
• Formula estructural: como están unidos entre si los átomos de una molécula.
• Formulas de los compuestos iónicos: en general son sus formulas empíricas
• Alótropos es una de dos o más formas de un elemento. (O2y O3, diamante y grafito )
Ing. Sergio Luppo 51