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DEPARTAMENTO DE CIENCIAS DE LA NATURALEZA

IES VILLARRUBIA CURSO 2014/2015

JUAN CARLOS DOMINGO CABRERA FÍSICA Y QUÍMICA 3º ESO

TEMA 4: EL ÁTOMO

TEORÍA ATÓMICA DE DALTON Postulados de la Teoría Atómica de Dalton:

1. La materia está formada por partículas indivisibles e indestructibles llamadas átomos. 2. Todos los átomos de un mismo elemento químico son iguales en masa y propiedades, y distintas a los de otro

elemento. 3. Los compuestos se forman por la combinación de átomos de distintos elementos.

FENÓMENOS ELÉCTRICOS: ELECTROSTÁTICA Cuando dos cuerpos con electricidad de distinto signo se acercan, éstos se atraen. Cuando dos cuerpos con electricidad de igual signo se acercan, éstos se repelen.

DESCUBRIMIENTO DE LAS PARTÍCULAS QUE FORMAN EL ÁTOMO La Teoría de Dalton consideraba los átomos como partículas indivisibles. Sin embargo, en el S XIX distintas experiencias pusieron de manifiesto que en el interior de los átomos había partículas con carga eléctrica. 1. DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRÓN.

En 1897 J. J. Thomson realizó experiencias en tubos de descarga: tubos con un polo + y otro – por los que se hace pasar una corriente eléctrica:

Lo que ocurría en el tubo de descarga era lo siguiente:

a) Al provocar una descarga eléctrica aparece un rayo luminoso. b) El rayo luminoso se propaga en línea recta y provocaba una luminiscencia en el extremo del tubo. c) El rayo luminoso movía un molinillo colocado en su camino d) Si el rayo luminoso atravesaba un campo eléctrico, se desviaba hacia el polo +

EL RAYO LUMINOSO ESTÁ FORMADO POR PARTÍCULAS QUE SON CARGAS NEGATIVAS




Las conclusiones que podemos extraer son las siguientes: 2. DESCUBRIMIENTO DEL PROTÓN.

Poco después, E. Rutherford descubrió que en el átomo había también partículas con la misma carga que el electrón, pero de carga + y con una masa mucho mayor que la del electrón (1840 veces mayor) y la llamó PROTÓN (p+).

3. DESCUBRIMIENTO DEL NEUTRÓN. Algo más tarde, J. Chadwick descubrió que en los átomos había otra partícula, de masa similar a la del p+ y sin carga eléctrica, a la que llamó NEUTRÓN (n).

PROTÓN ELECTRÓN NEUTRÓN

MASA (kg) 1,673 . 10-27 9,11 . 10-31 1,675 . 10-27

CARGA ( C ) + 1,602 . 10-19 -1,602 . 10-19 0

Hoy día se sabe que en el átomo hay otras partículas más pequeñas, que forman los p+ y los n, que se llaman QUARKS, LEPTONES, BOSONES, etc. (en el año 2012-13 se descubrió la partícula que se había predicho su existencia y que confirma toda la Física Teórica sobre la unificación de las fuerzas fundamentales y el origen del Universo: el llamado BOSÓN DE HIGGS). MODELOS ATÓMICOS 1. MODELO ATÓMICO DE THOMSON.

Un átomo debe ser como una bola maciza de carga + e insertados en ella están los e-, de forma que la carga – de los e- compensaba la carga + para que el átomo fuese eléctricamente neutro.

2. MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD.

E. Rutherford bombardeó una lámina muy fina de oro con núcleos de átomos de helio (He) (con carga +), llamados partículas α. Obtuvo los siguientes resultados:

a) La mayoría de las partículas α atravesaban la lámina sin desviarse.

b) Una cantidad muy pequeña atravesaban la lámina pero sufrían una pequeña desviación.

c) Una cantidad casi despreciable rebotaba hacia atrás al llegar a la lámina.

Las conclusiones que Rutherford sacó de estos hechos fueron las siguientes:

EN EL INTERIOR DE TODOS LOS ÁTOMOS HAY PARTÍCULAS CARGADAS NEGATIVAMENTE, QUE SE LLAMAN ELECTRONES (e-)




a) La mayor parte de la materia está vacía, por eso las partículas α, en su gran mayoría, la atraviesan sin desviarse.

b) La carga + del átomo se concentra en una parte muy pequeña del mismo, y las partículas α (con carga +) que atraviesan la lámina y se desvían son las que pasan cerca de dicha parte + del átomo y las repelen.

c) Las partículas α que chocan contra la parte + del átomo son las que rebotan contra la lámina de oro.

Así, en base a estas conclusiones, Rutherford propone el siguiente modelo atómico:

a) El átomo está formado por un NÚCLEO muy pequeño y una CORTEZA. b) En el núcleo está concentrada toda la carga + del átomo y casi toda su masa. c) En la corteza están los e- girando alrededor del núcleo.

NÚCLEO CORTEZA 3. MODELO ATÓMICO DE BOHR.

N. Bohr llegó a la conclusión de que los e- giran alrededor del núcleo describiendo sólo determinadas órbitas circulares. Es decir, los e- se organizan en capas, cada una con una energía determinada, a las que llamó ÓRBITA o NIVEL DE ENERGÍA.

ÓRBITA: Camino que recorre el e- en su giro alrededor del núcleo.




4. MODELO ATÓMICO ACTUAL. Fue propuesto por E. Schrödinger y afirma que el e- se encuentra en una región del espacio llamada ORBITAL.

ÁTOMOS, ISÓTOPOS E IONES 1. ÁTOMOS.

Los átomos se representan mediante un símbolo y dos números:

a) Número atómico: Es el número de p+ que hay en el núcleo del átomo, y coincide con el de e-. b) Número másico: Es la suma del número de p+ y n que hay en el

núcleo.

La masa del átomo es la suma de la masa de las partículas que lo forman. Casi coincide con la suma de la masa de todos sus p+ y todos sus n, ya que los e- tienen una masa despreciable.

ORBITAL: Región del espacio en la que existe una probabilidad muy, muy alta de encontrar al e-

Z = p+ = e- A = n + p+

LOS ÁTOMOS DE UN MISMO ELEMENTO TIENEN TODOS EL MISMO NÚMERO DE PROTONES Y DE ELECTRONES, ES DECIR, TIENEN TODOS EL MISMO NÚMERO ATÓMICO, Z.




2. ISÓTOPOS.

Se llaman ISÓTOPOS a los átomos de un mismo elemento con igual número de p+, pero distinto número de n, es decir, tienen igual Z, pero distinto A. La mayoría de los elementos químicos tienen isótopos. Cuando hablamos de la masa atómica de un elemento nos referimos a la masa media de un átomo de ese elemento, y para ello hay que tener en cuenta las masas y abundancias en la naturaleza de cada isótopo.

3. IONES.

Cuando un átomo deja de ser neutro y pasa a tener carga eléctrica neta, se convierte en un IÓN.

a) Si un átomo pierde e-, adquiere carga + y se convierte en un IÓN POSITIVO o CATIÓN: X - 1 e- X+

X - 2 e- X2+

b) Si un átomo pierde e-, adquiere carga + y se convierte en un IÓN NEGATIVO o ANIÓN:

X + 1 e- X-

X + 2 e- X2-

LAS ÚNICAS PÁRTÍCULAS QUE SE

PUEDEN GANAR O PERDER SON LOS e-