Modelos atómicos

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Tema de modelos atómicos para Ciencias Naturales 3º ESO extraído de Averroes

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Modelos atómicos

  1. 1. ÁTOMOS YÁTOMOS Y MOLÉCULASMOLÉCULAS
  2. 2. ¿Cómo está formada la materia en su¿Cómo está formada la materia en su interior?interior?  Desde los tiempos de la antigua grecia ,losDesde los tiempos de la antigua grecia ,los pensadores venían haciéndose esta pregunta,pensadores venían haciéndose esta pregunta, acerca de cómo estaba constituida la materia enacerca de cómo estaba constituida la materia en su interior.su interior.  DemócritoDemócrito (S.Va.c.) introduce el término de(S.Va.c.) introduce el término de átomo como la parte mas pequeña de la materia.átomo como la parte mas pequeña de la materia. ÁTOMOÁTOMO sinsin divisióndivisión
  3. 3. Evolución en el estudio de laEvolución en el estudio de la materia.materia. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON:TEORÍA ATÓMICA DE DALTON: Trataba de explicar las leyes de la época sobre laTrataba de explicar las leyes de la época sobre la composición de las sustancias (leyes ponderales).composición de las sustancias (leyes ponderales). La materia está constituida por unidades deLa materia está constituida por unidades de pequeño tamaño denominadas átomos.pequeño tamaño denominadas átomos. Todos los átomos de un elemento son iguales enTodos los átomos de un elemento son iguales en masa y propiedades.masa y propiedades. Los átomos de diferentes elementos sonLos átomos de diferentes elementos son diferentes en masa y propiedades.diferentes en masa y propiedades.
  4. 4. TEORÍA ATÓMICA DETEORÍA ATÓMICA DE DALTON(1766-1844).DALTON(1766-1844). Los átomos se unen entre si formandoLos átomos se unen entre si formando compuestos.compuestos.  Los átomos de cada clase suele estar en unaLos átomos de cada clase suele estar en una relación numérica constante.relación numérica constante. Los “átomos compuestos” tienen la misma masaLos “átomos compuestos” tienen la misma masa e identicas propiedades.e identicas propiedades.
  5. 5. CRITICA A LA TEORIA DECRITICA A LA TEORIA DE DALTON!!!!DALTON!!!! ÁTOMOS INDIVISIBLES ?ÁTOMOS INDIVISIBLES ?  ÁTOMOS DE UN MISMO ELEMENTOÁTOMOS DE UN MISMO ELEMENTO IDENTICOS EN MASA Y PROPIEDADESIDENTICOS EN MASA Y PROPIEDADES ?? ÁTOMOS-COMPUESTOS ?ÁTOMOS-COMPUESTOS ?
  6. 6. AVANCES EN EL ESTUDIO DEAVANCES EN EL ESTUDIO DE LA MATERIALA MATERIA  En la última década del siglo XIX y comienzosEn la última década del siglo XIX y comienzos del XX se precipitaron una serie dedel XX se precipitaron una serie de descubrimientos que dejaron en evidencia ladescubrimientos que dejaron en evidencia la teoría de la indivisibilidad atómica.teoría de la indivisibilidad atómica.  Estos descubrimientos dieron lugar a losEstos descubrimientos dieron lugar a los diferentes modelos atómicos.diferentes modelos atómicos.
  7. 7. MODELO DE THOMSON (1897).MODELO DE THOMSON (1897).  Se basó en su experiencia ,con el tubo de descarga.Se basó en su experiencia ,con el tubo de descarga.  En el interior existe un gas sometido a una diferenciaEn el interior existe un gas sometido a una diferencia de potencial.de potencial.  Desde polo negativo (cátodo) se emite una radiaciónDesde polo negativo (cátodo) se emite una radiación hacia el polo positivo (ánodo).hacia el polo positivo (ánodo).  La radiación es emitida por el gas.La radiación es emitida por el gas.
  8. 8. MODELO DE THOMSON.cont.MODELO DE THOMSON.cont.  Si la radiación viaja en sentido del cátodo(-) al ánodo(+),suSi la radiación viaja en sentido del cátodo(-) al ánodo(+),su naturaleza será NEGATIVA.naturaleza será NEGATIVA.  Además estará formada por partículas discretas al terminarAdemás estará formada por partículas discretas al terminar impactando en forma de chasquidos en la placa del final del tubo.impactando en forma de chasquidos en la placa del final del tubo.  Se había descubierto una partícula constitutiva de la materia :ELSe había descubierto una partícula constitutiva de la materia :EL ELECTRÓN.ELECTRÓN.
  9. 9. MODELO DE THOMSONMODELO DE THOMSON  En base a su experiencia desarrolla suEn base a su experiencia desarrolla su modelo del átomo de la siguientemodelo del átomo de la siguiente forma:forma: El átomo posee partículas negativasEl átomo posee partículas negativas llamada electrones.llamada electrones.  Intuía ,dada la neutralidad de laIntuía ,dada la neutralidad de la materia, la existencia de carga positivamateria, la existencia de carga positiva en el átomo.en el átomo.  Por tanto,anuncia que el átomo esPor tanto,anuncia que el átomo es “UNA ESFERA MACIZA CARGADA“UNA ESFERA MACIZA CARGADA POSITIVAMENTE Y EN SUPOSITIVAMENTE Y EN SU INTERIOR SE DISTRIBUYEN LOSINTERIOR SE DISTRIBUYEN LOS ELECRTONES”ELECRTONES”  Simil: sandía (Pepitas=electrones.Simil: sandía (Pepitas=electrones. Fruto:átomo cargado positivamente)Fruto:átomo cargado positivamente)
  10. 10. DESCUBRIMIENTO PROTÓNDESCUBRIMIENTO PROTÓN  En 1886, el físico alemán Eugen Goldstein,En 1886, el físico alemán Eugen Goldstein, empleando un tubo catódico con un cátodoempleando un tubo catódico con un cátodo perforado, descubrió una nueva radiación, queperforado, descubrió una nueva radiación, que fluía por los orificios del cátodo en direcciónfluía por los orificios del cátodo en dirección opuesta a la de los rayos catódicos.opuesta a la de los rayos catódicos.  Se le denominó "rayos canales".Se le denominó "rayos canales".  Puesto que los rayos canales se mueven enPuesto que los rayos canales se mueven en dirección opuesta a los rayos catódicos de cargadirección opuesta a los rayos catódicos de carga negativa , ésta era de naturaleza positiva.negativa , ésta era de naturaleza positiva.
  11. 11. MODELO DE RUTHERFORD.MODELO DE RUTHERFORD. REVOLUCION EN LAREVOLUCION EN LA CONCEPCIÓN ATÓMICA DE LACONCEPCIÓN ATÓMICA DE LA MATERIA.MATERIA.  La experiencia de Ernest Rutherford , yLa experiencia de Ernest Rutherford , y posteriormente la presentación de su modeloposteriormente la presentación de su modelo ,invalida en gran parte el modelo anterior y,invalida en gran parte el modelo anterior y supone una revolución en el conocimientosupone una revolución en el conocimiento intimo de la materia.intimo de la materia.
  12. 12. Modelo de RUTHERFORD.Modelo de RUTHERFORD.  Rutherford bombardeó una finaRutherford bombardeó una fina lámina de oro con partículas alfalámina de oro con partículas alfa (núcleos de Helio, provinientes(núcleos de Helio, provinientes de la desintegración del Polonio)de la desintegración del Polonio)  Observó que la mayor parte deObservó que la mayor parte de las partículas que atravesaban lalas partículas que atravesaban la lámina seguían una línea recta olámina seguían una línea recta o se desviaban un ángulo muyse desviaban un ángulo muy pequeño de la dirección inicial.pequeño de la dirección inicial.  Solamente, muy pocas partículasSolamente, muy pocas partículas se desviaban grandes ángulos, lose desviaban grandes ángulos, lo que contradecía el modeloque contradecía el modelo atómico propuesto poratómico propuesto por Thomson.Thomson.  Rutherford supuso que dichasRutherford supuso que dichas desviaciones provenían de unadesviaciones provenían de una única interacción entre laúnica interacción entre la partícula proyectil y el átomo.partícula proyectil y el átomo.
  13. 13. MODELO DE RUTHERFORDMODELO DE RUTHERFORD  RutherfordRutherford concluyó que elconcluyó que el hecho de que la mayoría dehecho de que la mayoría de las partículas atravesaran lalas partículas atravesaran la hoja metálica, indica que granhoja metálica, indica que gran parte del átomo está vacíoparte del átomo está vacío  El rebote de las partículasEl rebote de las partículas indica un encuentro directoindica un encuentro directo con una zona fuertementecon una zona fuertemente positiva del átomo y a la vezpositiva del átomo y a la vez muy densa de la masa.muy densa de la masa.
  14. 14. MODELO DE RUTHERFORD.MODELO DE RUTHERFORD. Podemos mencionar que elPodemos mencionar que el modelomodelo dede RutherfordRutherford ofrecía lasofrecía las siguientes afirmaciones:siguientes afirmaciones:  El átomo esta constituido por una parte central a la que se leEl átomo esta constituido por una parte central a la que se le llama núcleo y la que se encuentra concentrada casi toda la masallama núcleo y la que se encuentra concentrada casi toda la masa del núcleo y toda la carga positiva.del núcleo y toda la carga positiva.  En la parte externa del átomo se encuentra toda la carga negativaEn la parte externa del átomo se encuentra toda la carga negativa y cuya masa es muy pequeña en comparación con el resto dely cuya masa es muy pequeña en comparación con el resto del átomo, esta está formada por los electrones que contenga elátomo, esta está formada por los electrones que contenga el átomo.átomo.  Los electrones giran a gran velocidad en torno al núcleo, enLos electrones giran a gran velocidad en torno al núcleo, en orbitas circulares.orbitas circulares.  El tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el delEl tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el del átomo, aproximadamente 10000 veces menor.átomo, aproximadamente 10000 veces menor.
  15. 15. MODELO EN BASE A LAMODELO EN BASE A LA EXPERINECIA.EXPERINECIA.
  16. 16. INVALIDACION DEL MODELOINVALIDACION DEL MODELO DE THOMSON EN BASE A LADE THOMSON EN BASE A LA EXPERIENCIA DEEXPERIENCIA DE RUTHERFORD.RUTHERFORD.
  17. 17. MODELO DE BOHR.MODELO DE BOHR.  Niels Bohr(1885-1962) propuso un nuevoNiels Bohr(1885-1962) propuso un nuevo modelo atómico , a partir de los descubrimientosmodelo atómico , a partir de los descubrimientos sobre la naturaleza de la luz y la energía.sobre la naturaleza de la luz y la energía.  Los electrones giran en torno al núcleo enLos electrones giran en torno al núcleo en niveles energéticos bien definidos.niveles energéticos bien definidos.  Cada nivel puede contener un número máximoCada nivel puede contener un número máximo de electrones.de electrones.  Es un modelo precursor del actual.Es un modelo precursor del actual.
  18. 18. Descubrimiento del neutrón.Descubrimiento del neutrón.  Investigando las diferencias entre el número deInvestigando las diferencias entre el número de protones y la masa del átomo ,descubrió una nuevaprotones y la masa del átomo ,descubrió una nueva partícula: EL NEUTRÓN.partícula: EL NEUTRÓN.  Poseen masa similar al protón.Poseen masa similar al protón.  Sin carga eléctrica.Sin carga eléctrica.  El neutrón permite explicar la estabilidad de losEl neutrón permite explicar la estabilidad de los protones en el núcleo del átomo, manteniéndolosprotones en el núcleo del átomo, manteniéndolos “unidos”, y por tanto justificando la no repulsión de“unidos”, y por tanto justificando la no repulsión de estos en dicho núcleo, a pesar de poseer el mismoestos en dicho núcleo, a pesar de poseer el mismo signo de carga (+).signo de carga (+).
  19. 19. Modelo actual.Modelo actual. CORTEZA electrones.CORTEZA electrones. ÁTOMO protones.ÁTOMO protones. NÚCLEONÚCLEO neutrones.neutrones. -Los electrones no describen orbitas definidas ,sino que se distribuyen en-Los electrones no describen orbitas definidas ,sino que se distribuyen en una determinada zona llamada ORBITAL.una determinada zona llamada ORBITAL. -En esta región la probabilidad de encontrar al electrón es muy alta (95%)-En esta región la probabilidad de encontrar al electrón es muy alta (95%) -Se distribuyen en diferentes niveles energéticos en las diferentes capas.-Se distribuyen en diferentes niveles energéticos en las diferentes capas.
  20. 20. VÍDEO RESÚMENVÍDEO RESÚMEN (pinchar en imagen o icono)(pinchar en imagen o icono)
  21. 21. NUMERO ATÓMICONUMERO ATÓMICO YY NÚMERO MÁSICO.NÚMERO MÁSICO.  Número atómico (Z):Número atómico (Z): Es el número de protones que tienen los núcleos de losEs el número de protones que tienen los núcleos de los átomos de un elemento.átomos de un elemento. Todos los átomos de un elemento tienen el mismo número deTodos los átomos de un elemento tienen el mismo número de protones.protones. Como la carga del átomo es nula, el número de electronesComo la carga del átomo es nula, el número de electrones será igual al número atómico.será igual al número atómico. Número másico(A):Número másico(A): Es la suma del número de protones y de neutrones.Es la suma del número de protones y de neutrones.
  22. 22. Numero atómico y másico.Numero atómico y másico.  La forma aceptadaLa forma aceptada para denotar el numeropara denotar el numero atómico y el numeroatómico y el numero másico de un elementomásico de un elemento X es:X es:
  23. 23. ISÓTOPOS.ISÓTOPOS.  átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferenteátomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másiconúmero másico..  Por lo tanto la diferencia entre dos isótopos de unPor lo tanto la diferencia entre dos isótopos de un elemento es el número de neutrones en el núcleo.elemento es el número de neutrones en el núcleo.  Isótopos de carbono:Isótopos de carbono: Isótopos de hidrógeno:Isótopos de hidrógeno: La forma más común es el hidrógeno, que es el únicoLa forma más común es el hidrógeno, que es el único átomo que no tiene neutrones en su núcleo.átomo que no tiene neutrones en su núcleo.
  24. 24. IONES.IONES.  Los átomos pueden a su vez perder o ganarLos átomos pueden a su vez perder o ganar electrones para estabilizarse.electrones para estabilizarse.  Cuando un átomo gana electrones, adquiere unCuando un átomo gana electrones, adquiere un exceso de carga negativa.exceso de carga negativa.  Formando un ión negativo oFormando un ión negativo o aniónanión ,que se,que se representa como : Xrepresenta como : X--  Cuando un átomo pierde electrones , tieneCuando un átomo pierde electrones , tiene defecto de carga negativa .O más carga positivadefecto de carga negativa .O más carga positiva que negativa. Formando un ión positivo oque negativa. Formando un ión positivo o catióncatión:: XX++
  25. 25. IONES.IONES.  Ejemplos :Ejemplos :  2626 FeFe 26protones26protones 26 protones26 protones 26electrones 26Fe+2 24electrones 30neutrones. 30neutrones átomo de hierro catión hierro +2
  26. 26. DISTRIBUCIÓN DE LOSDISTRIBUCIÓN DE LOS ELECTRONES EN LA CORTEZA.ELECTRONES EN LA CORTEZA.  Según modelo fijado enSegún modelo fijado en nuestro trabajo, losnuestro trabajo, los electrones se distribuyenelectrones se distribuyen en diferentes niveles, queen diferentes niveles, que llamaremos capas. Conllamaremos capas. Con un número máximo deun número máximo de electrones en cada nivelelectrones en cada nivel o capa.o capa. NivelNivel NumeroNumero máximo demáximo de electroneselectrones 11 22 22 88 33 1818 44 3232 55 3232
  27. 27. DISTRIBUCIÓN DE LOSDISTRIBUCIÓN DE LOS ELECTRONES EN LA CORTEZA.ELECTRONES EN LA CORTEZA.  Así , en un elemento como el potasio en estado neutro:Así , en un elemento como el potasio en estado neutro: 1919 KK 19 protones; 19 electrones; 20 neutrones19 protones; 19 electrones; 20 neutrones 1ªcapa : 2e1ªcapa : 2e-- 2ªcapa : 8e2ªcapa : 8e-- 3ªcapa : 9e3ªcapa : 9e--
  28. 28. DISTRIBUCIÓNDISTRIBUCIÓN ELECTRONICA(CONT.)ELECTRONICA(CONT.)  Hemos visto como losHemos visto como los átomos se distribuyen enátomos se distribuyen en niveles o capas deniveles o capas de energía.energía.  Dentro de cada nivelDentro de cada nivel ,existen además,existen además subniveles consubniveles con probabilidad deprobabilidad de encontrarnos electrones.encontrarnos electrones. NivelNivel MaxMax de ede e-- subnisubni velvel MaxMax de ede e-- 11 22 ss 22 22 88 ss 22 pp 66 33 1818 ss 22 pp 66 dd 1010
  29. 29. NivelNivel Max de eMax de e-- subnivelsubnivel Max de eMax de e-- 44 3232 ss 22 pp 66 dd 1010 ff 1414 55 3232 ss 22 pp 66 dd 1010 ff 1414 66 1818 ss 22 pp 66 dd 1010
  30. 30. Ejemplo : SodioEjemplo : Sodio  Por lo tanto, para el SODIO (11 electrones),Por lo tanto, para el SODIO (11 electrones), mi resultado es: 1 smi resultado es: 1 s22 2 s2 s22 2 p2 p66 3 s3 s11  1º nivel: 2 electrones; 1º nivel: 2 electrones;   2º nivel: 8 electrones;2º nivel: 8 electrones;  3º NIVEL: 1 electrón;3º NIVEL: 1 electrón;  En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 1En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 1
  31. 31. EJEMPLO: CloroEJEMPLO: Cloro  CLORO: 17 electronesCLORO: 17 electrones  1 s1 s22 2 s2 s22 2 p2 p66 3 s3 s22   3 p  3 p55  1º nivel: 2 electrones1º nivel: 2 electrones  2º nivel: 8 electrones2º nivel: 8 electrones  3º nivel: 7 electrones3º nivel: 7 electrones  En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 7En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 7
  32. 32. EJEMPLO: ManganesoEJEMPLO: Manganeso  MANGANESO: 25 electronesMANGANESO: 25 electrones  1 s1 s22 2 s2 s22 2 p2 p66 3 s3 s22   3 p  3 p66   4 s  4 s22 3 d3 d55  1º nivel: 2 electrones1º nivel: 2 electrones  2º nivel: 8 electrones2º nivel: 8 electrones  3º nivel: 13 electrones3º nivel: 13 electrones  4º nivel: 2 electrones4º nivel: 2 electrones  En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 13En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 13 - 2- 2
  33. 33. Formación de iones más probables.Formación de iones más probables.  Un ión perderá o ganará electrones , hasta que seUn ión perderá o ganará electrones , hasta que se estabilice.estabilice.  La forma más común de estabilización es la deLa forma más común de estabilización es la de formar estructuras electrónicas de gas noble.formar estructuras electrónicas de gas noble.  ¿PORQUÉ DE GAS NOBLE?¿PORQUÉ DE GAS NOBLE? Los gases nobles son los elementos que menosLos gases nobles son los elementos que menos tienden a perder o ganar electrones ,no reaccionantienden a perder o ganar electrones ,no reaccionan apenas, solo bajo condiciones extremas. Por tantoapenas, solo bajo condiciones extremas. Por tanto todos los átomos tienden a adquirir una estructuratodos los átomos tienden a adquirir una estructura electrónica similar a la de estos.electrónica similar a la de estos.
  34. 34. Formación de iones más probables.Formación de iones más probables.  Porque buscan lograr la estabilidad, como la piedra que caePorque buscan lograr la estabilidad, como la piedra que cae rodando por una montaña logra su estabilidad cuando serodando por una montaña logra su estabilidad cuando se detiene, cada elemento de la tabla periódica logra sudetiene, cada elemento de la tabla periódica logra su estabilidad cuando adquiere la estructura electrónica delestabilidad cuando adquiere la estructura electrónica del gas noble(último grupo del S.P.) más cercano.gas noble(último grupo del S.P.) más cercano.  Quedando el último nivel de energía de cada uno de éstosQuedando el último nivel de energía de cada uno de éstos átomos con ocho electrones.átomos con ocho electrones.  Excepto los átomos que se encuentran cerca del Helio, queExcepto los átomos que se encuentran cerca del Helio, que completan su último nivel con sólo dos electrones.completan su último nivel con sólo dos electrones.  Por ésta razón se denomina a ésta REGLA DEL OCTETOPor ésta razón se denomina a ésta REGLA DEL OCTETO
  35. 35. Ejemplos de formación de iones másEjemplos de formación de iones más probables.probables. 1111NaNa --Podemos observar que el Nº atómico del SODIOPodemos observar que el Nº atómico del SODIO está más cerca del Nº atómico del Neón.está más cerca del Nº atómico del Neón. -Si el SODIO pierde un electrón (una carga-Si el SODIO pierde un electrón (una carga negativa) ,adquiere configuración de Neón.negativa) ,adquiere configuración de Neón. -Entonces deja de ser neutro-Entonces deja de ser neutro .. 1111Na :1sNa :1s22 2s2s22 pp66 3s3s1 -1e1 -1e NaNa++
  36. 36. Ejemplos de formación de iones másEjemplos de formación de iones más probables.probables. 1717ClCl 1717Cl=1sCl=1s22 2s2s22 2p2p66 3s3s22 3p3p55 +1electrón+1electrón 1717 ClCl-- 1s1s22 2s2s22 2p2p66 3s3s22 3p3p66 [Ar][Ar]

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