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TEORÍA ATÓMICA DE LA MATERIA
FÍSICA Y QUÍMICA 3º ESO
Concepción de la materia según los filósofos griegos
(Siglo V a.C.)
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Empédocles, discípulo de Pitágoras defendía que el
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Aristóteles añadió además, que cada uno de esos
elementos era el resultado de la unión de dos de las
siguientes propied...
El atomismo de Leucipo y Demócrito
(S. V a.C.)
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Creían que la materia se podía dividir sucesivas veces,
hasta llegar a u...
Sobre las ideas de los atomistas…
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Demócrito nació en el siglo V a.C en Abdera, y desde que era bien joven muchos le
tom...
Y “ganó” Aristóteles…
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Era tal la influencia de este filósofo griego, que sus ideas
sobre la teoría de los elementos fue...
Teoría atómica de Dalton
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Leucipo y Demócrito, John
Dalton enunció la teoría
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La naturaleza eléctrica de la materia
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de una propiedad en la mat...
Partículas subatómicas
Descubrimiento del electrón
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como Michael Faraday, Heinrich
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Se propagaban en línea recta y tenían masa, por lo que eran
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Descubrimiento del protón.
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catódicos con el cáto...
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Se midió la relación carga/masa del protón y se vio que
esta relación dependía del gas que se encontraba en el
tubo. ¿P...
Contradicciones con la teoría atómica del Dalton
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El átomo no es indivisible, sino que está formado por
otras partículas...
Modelo atómico de Thomson:
el modelo del pudin de pasas.
RECUERDA:
Un modelo es una
representación gráfica o
mental, que s...
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Este modelo fue admitido durante años, pues explicaba
a la perfección algunos hechos experimentales como:
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RADIACTIVIDAD Tras leer el texto sobre Marie y Pierre Curie y
ayudados de la teoría que hay en la página 95 del
libro, con...
El átomo de Rutherford
Experiencia de Rutherford

“…este es el hecho más increible que había sucedido en
mi vida. Era como...
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Modelo atómico de Rutherford (1911)
•En el núcleo se concentra la
carga positiva (protones) y la
mayor parte de la masa...
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El modelo atómico de Rutherford explica el experimento que este
científico hizo bombardeando partículas alfa sobre una ...
Descubrimiento del neutrón
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Rutherford observó que la masa de los átomos era mucho
mayor que la suma de las masas de ...
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Rutherford predijo la existencia del neutrón, como otra
partícula que formaba parte del núcleo.

Más tarde, en 1932,...
Caracterización de los átomos
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Número atómico (Z) : es el número de protones de un átomo y
es característico de cada ele...
Es un átomo de calcio, que tiene:
nº p+ = 20
nº e- = 20 (porque es neutro)
nº n = 41-20 = 21
Es un ión negativo o anión de...
Isótopos


Los isótopos son átomos de un mismo elemento, es
decir, tienen el mismo número de protones, el mismo número
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Masa atómica


¿Cómo calcularías la masa de un átomo?
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Sumando la masa de las partículas que lo constituyen.

Pero, ...
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Así, al usar esta unidad de masa atómica, medimos las
masas de los distintos átomos por comparación con la
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Para obtener la masa atómica de un elemento, la que
nos dan en la tabla periódica, hay que tener en cuenta
que ese elem...
El modelo de Bohr
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El modelo de Rutherford no explicaba:


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Los espectros de los distintos elementos, que son un
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Propuesta de Bohr:
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El electrón gira en órbitas circulares en las que no emite
energía. A estas órbitas se les llama ...
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Si un electrón capta energía externa, adquiere una
energía suficiente para pasar de una órbita a otra
superior.

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Modelo atómico actual
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El modelo de Bohr falla cuando se intenta explicar el
comportamiento de átomos distintos al átomo...
Diagrama de Moeller
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El diagrama de Moeller es un diagrama que permite
establecer el orden de llenado de los electrones ...
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Configuración electrónica del átomo de Na
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nº protones = ………
Nº electrones = ……..
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Configuración electrónica del átomo de Hierro:
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nº protones = ………
Nº electrones = ……..
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Configuración electrónica del átomo de Argón:
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Z= ………
nº protones = ………
Nº electrones = ……..
Configuración e...


Aún queda mucho por
descubrir sobre la
estructura de la materia.

No olvidemos que la
ciencia está en continuo
cambio!!...
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  1. 1. TEORÍA ATÓMICA DE LA MATERIA FÍSICA Y QUÍMICA 3º ESO
  2. 2. Concepción de la materia según los filósofos griegos (Siglo V a.C.)  Empédocles, discípulo de Pitágoras defendía que el universo estaba formado por cuatro elementos: agua, aire, fuego y tierra.
  3. 3.  Aristóteles añadió además, que cada uno de esos elementos era el resultado de la unión de dos de las siguientes propiedades: calor, sequedad, frío y humedad. Creía además en la existencia de un quinto elemento, el éter. calor húmedo seco frío
  4. 4. El atomismo de Leucipo y Demócrito (S. V a.C.)  Creían que la materia se podía dividir sucesivas veces, hasta llegar a una partícula tan pequeña que no podría dividirse más, a la que llamaron átomo (del latín atomum, y éste del griego ἄτομον, que significa sin partes, que no se puede dividir, indivisible). Demócrito de Abdera Leucipo de Elea o de Mileto
  5. 5. Sobre las ideas de los atomistas…  Demócrito nació en el siglo V a.C en Abdera, y desde que era bien joven muchos le tomaron como un loco por sus ideas poco comunes. Estaba obsesionado con la idea de que dividiendo una gota de agua cada vez en partes más pequeñas se obtendrían cada vez gotas más pequeñas. ¿Pero qué pasaría si llegase un punto en el que fuera imposible continuar con la división? La mayor parte de los filósofos coetáneos a Demócrito ridiculizaron su pensamiento calificándolo de absurdo. No era posible que una partícula que ocupase un espacio no se pudiera escindir, y en caso de que no se pudiera dividir, significaría que no ocuparía ningún espacio y por lo tanto no sería nada… ¿Y cómo era posible de que la materia estuviera compuesta por nada? Este hecho provocó que todos los escritos y estudios de Demócrito fueran tomados como parte de su locura, por lo que de las más de 70 obras que llegó a confeccionar en vida no se conserva ninguna. Aun así, hubo algunos filósofos en los que sí que caló su filosofía, por lo que Epicuro, cien años después de la muerte de Demócrito, fundó en Atenas la escuela atomista. Epicuro fue un maestro de gran renombre y con gran número de seguidores, gracias a lo cual las ideas atomistas de Demócrito se mantuvieron, aunque tampoco Epicuro fue capaz de convencer a sus coetáneos de la existencia de los átomos. Leer más: http://recuerdosdepandora.com/filosofia/el-atomo-segun-leucipo-democrito-y-euclides/#ixzz13an7z8Tu Under Creative Commons License: Attribution Non-Commercial Share Alike
  6. 6. Y “ganó” Aristóteles…  Era tal la influencia de este filósofo griego, que sus ideas sobre la teoría de los elementos fueron las que se mantuvieron, mientras que la teoría del atomismo fue prácticamente olvidada hasta que la retomó Dalton en el siglo XIX. Platón y Aristóteles en La escuela de Atenas, de Rafael
  7. 7. Teoría atómica de Dalton  Retomando las ideas de Leucipo y Demócrito, John Dalton enunció la teoría atómica, cuyos principales puntos son:     Los elementos químicos están formados por partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas átomos. Los átomos del mismo elemento son iguales tanto en su masa como en el resto de sus propiedades. Los átomos de elementos diferentes son diferentes en masa y en el resto de sus propiedades. Los átomos de elementos diferentes se unen entre sí para formar compuestos.
  8. 8. La naturaleza eléctrica de la materia  Hay experiencias que ponen de manifiesto la existencia de una propiedad en la materia: la carga eléctrica  Los fenómenos de atracción y repulsión muestran la existencia de dos tipos de carga: una negativa y otra positiva.  La unidad de carga eléctrica en el S.I. se llama culombio y su símbolo es C.
  9. 9. Partículas subatómicas Descubrimiento del electrón  En el siglo XIX, varios científicos como Michael Faraday, Heinrich Geissler, o Josep John Thomson realizaron experimentos con tubos de descarga de gases. Estos tubos de vidrio en los que se hacía el vacío, contenían en su interior dos electrodos o placas metálicas. Cuando se conectaban estas placas a un generador eléctrico, se observaba unos rayos procedentes del electrodo negativo o cátodo, por lo que se llamaron rayos catódicos.
  10. 10.  En 1897, Joseph John Thomson observó que esos rayos:  Se propagaban en línea recta y tenían masa, por lo que eran rayos de partículas. http://www.youtube.com/watch?v=Z4yrVgk5Vp8&NR=1  Se desviaban hacia el polo positivo, por lo que debían ser partículas con carga negativa. http://www.youtube.com/watch?v=2Di5x4aTMPk Los rayos catódicos eran rayos de partículas a las que denominó electrones.
  11. 11.  Al estudiar las desviaciones que se producían en los rayos catódicos al colocar un imán, consiguió medir la relación carga/masa de los electrones (del orden de 1012)  En 1911, Millikan midió la carga del electrón, y como ya se conocía la relación carga/masa, se pudo deducir la masa del electrón.   Carga del electrón = -1.602·10-19 C Masa del electrón = 9,1096·10-31 kg
  12. 12. Partículas subatómicas. Descubrimiento del protón.  En el año 1886 Goldstein observó en un tubo de catódicos con el cátodo perforado, una fluorescencia parte opuesta al tubo, frente al ánodo. Como estos procedían del electrodo positivo o ánodo, se les llamó anódicos. rayos en la rayos rayos  Estos rayos también se desvían en presencia de campos eléctricos y magnéticos. Estos rayos están formados por partículas cargadas en este caso con carga positiva. Los rayos anódicos eran rayos de partículas a las que se denominó protones.
  13. 13.  Se midió la relación carga/masa del protón y se vio que esta relación dependía del gas que se encontraba en el tubo. ¿Por qué crees que ocurría esto?  Se midió también la carga y la masa del protón (introduciendo en el tubo gas hidrógeno, el más ligero):   Carga del protón = 1.602·10-19 C Masa del protón = 1,6725·10-27 kg
  14. 14. Contradicciones con la teoría atómica del Dalton  El átomo no es indivisible, sino que está formado por otras partículas más pequeñas.  Los electrones son partículas subatómicas que poseen carga negativa y una masa muy pequeña comparada con la del átomo.  La mayor parte de la masa del átomo la constituyen los protones, partículas con carga positiva.  Como el átomo es inicialmente neutro, el número de cargas negativas y de cargas positivas en el átomo es el mismo.
  15. 15. Modelo atómico de Thomson: el modelo del pudin de pasas. RECUERDA: Un modelo es una representación gráfica o mental, que sirve para interpretar cómo es algo de lo que no se tiene una certeza absoluta. En 1904, Thomson ideó un modelo para el átomo: una esfera uniforme de materia cargada positivamente en la que estaban incrustados los electrones en un número tal que el conjunto era eléctricamente neutro.
  16. 16.  Este modelo fue admitido durante años, pues explicaba a la perfección algunos hechos experimentales como:   Las experiencias observadas en los tubos de descargas. La formación de iones, que pueden ser de dos tipos:   Los cationes o iones positivos: se forman cuando un átomo pierde algún electrón y queda cargado positivamente. Los aniones o iones negativos: se forman cuando un átomo gana algún electrón y queda cargado negativamente.
  17. 17. RADIACTIVIDAD Tras leer el texto sobre Marie y Pierre Curie y ayudados de la teoría que hay en la página 95 del libro, contestad a las siguientes preguntas:          ¿Quién fue el primer científico que descubrió el fenómeno de la radiactividad? ¿Cuál fue el primer elemento radiactivo que se descubrió? ¿Cómo definirías la radiactividad? También Marie Sklodowska y Pierre Curie trabajaron investigando sobre el fenómeno de la radiactividad utilizando el mismo mineral de partida que Henri Antoine Becquerel ¿de qué mineral se trata? ¿Dónde conseguían ese mineral? ¿Qué otros elementos radiactivos descubrió el matrimonio Curie en el mineral? ¿Cuántos premios Nobel recibió Marie Curie y por qué motivos se los concedieron? Nombra los tres tipos de radiaciones radiactivas que existen y ordénalas según su poder de penetración. ¿Qué radiación crees que es la más perjudicial para nuestro organismo y por qué? Nombra alguna aplicación actual en la que se utilice la radiactividad.
  18. 18. El átomo de Rutherford Experiencia de Rutherford “…este es el hecho más increible que había sucedido en mi vida. Era como si lanzase un proyectil de 15 pulgadas a un trozo de papel de seda y volviera y te golpease…” Ernest Rutherford
  19. 19.  Modelo atómico de Rutherford (1911) •En el núcleo se concentra la carga positiva (protones) y la mayor parte de la masa del átomo. •En la corteza, girando alrededor del núcleo a gran velocidad, los electrones. Esta zona ocupa la mayor parte del volumen atómico. •El átomo está prácticamente hueco.
  20. 20.  El modelo atómico de Rutherford explica el experimento que este científico hizo bombardeando partículas alfa sobre una fina lámina de oro:  1. La mayoría de las partículas atravesaban la lámina de oro sin desviarse. Esto era así porque el átomo está prácticamente vacío.  2. Una pequeña proporción atravesaba la lámina con una ligera desviación en su trayectoria. Las partículas que se desviaban eran las que pasaban cerca del núcleo, se repelían (ambas tienen carga positiva) y sufrían una pequeña desviación.  3. Solo una de cada 10.000 partículas rebotaba y no atravesaba la lámina. Las partículas que rebotaban eran repelidas por un choque directo con el núcleo (partículas alfa y protones tienen ambas carga positiva, así que se repelen).
  21. 21. Descubrimiento del neutrón   Rutherford observó que la masa de los átomos era mucho mayor que la suma de las masas de los electrones y los protones que contenían. Además, no entendía cómo podían estar los protones solos en el núcleo, en un espacio tan reducido, teniendo todos carga del mismo signo.
  22. 22.   Rutherford predijo la existencia del neutrón, como otra partícula que formaba parte del núcleo. Más tarde, en 1932, Chadwick demostró la existencia de esa partícula, el neutrón, una partícula sin carga eléctrica y de masa muy parecida a la del protón.   Carga del neutrón= 0 C Masa del neutrón= 1,6748·10-27 kg
  23. 23. Caracterización de los átomos  Número atómico (Z) : es el número de protones de un átomo y es característico de cada elemento. Cuando el átomo es neutro, el número de electrones es igual al número de protones.  Número másico (A): es la suma del número de protones y de neutrones que tiene un átomo en su núcleo. X es el símbolo del elemento, que tendrá: nº p+ = Z nº e- = nº p+ (si el átomo es neutro) nº n = A−Z
  24. 24. Es un átomo de calcio, que tiene: nº p+ = 20 nº e- = 20 (porque es neutro) nº n = 41-20 = 21 Es un ión negativo o anión de oxígeno, que tiene: nº p+ = 8 nº e- = 10 (porque es un ión con carga negativa) nº n = 17-8 = 9 Es un ión positivo o catión de sodio, que tiene: nº p+ = 11 nº e- = 10 (porque es un ión con carga positiva) nº n = 22-11=11
  25. 25. Isótopos  Los isótopos son átomos de un mismo elemento, es decir, tienen el mismo número de protones, el mismo número atómico, pero distinto número de neutrones, y por tanto, distinto número másico.  Isótopos del carbono:  Isótopos del hidrógeno: (protio) (deuterio) (tritio)
  26. 26. Masa atómica  ¿Cómo calcularías la masa de un átomo?   Sumando la masa de las partículas que lo constituyen. Pero, así tienes que trabajar con unidades del orden de 10-27 o 10-26 kg. ¿Cómo podemos trabajar con números más manejables?  Definiendo una unidad más manejable y conociendo el factor de conversión entre esa unidad y los kg. Se define la unidad de masa atómica (u) como la doceava parte de la masa del isótopo de carbono-12.
  27. 27.  Así, al usar esta unidad de masa atómica, medimos las masas de los distintos átomos por comparación con la del carbono:    Un átomo de oxígeno 16O tiene una masa de 16 u, entonces su masa es 16 veces la doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12. Un átomo de calcio 40Ca tiene una masa de 40 u, entonces ………… ………………………………………………………………… Un átomo de fluor 19F tiene una masa de ….., entonces ………… ……………… ………… …………………………………… ………………………………………………………. ………………….
  28. 28.  Para obtener la masa atómica de un elemento, la que nos dan en la tabla periódica, hay que tener en cuenta que ese elemento puede tener varios isótopos, así que se calcula la media ponderada de las masas de los isótopos que lo forman: Ver ejemplo de la página 100
  29. 29. El modelo de Bohr  El modelo de Rutherford no explicaba:   Los espectros de los distintos elementos, que son un registro de la energía que desprenden las sustancias. No explicaba cómo era posible que los electrones girasen alrededor del átomo sin que llegasen a colapsar sobre el núcleo.
  30. 30.  Propuesta de Bohr:  El electrón gira en órbitas circulares en las que no emite energía. A estas órbitas se les llama órbitas estacionarias o permitidas. Cada una de esas órbitas está asociada a un nivel de energía, que es mayor, cuanto más alejada esté la órbita del núcleo.
  31. 31.  Si un electrón capta energía externa, adquiere una energía suficiente para pasar de una órbita a otra superior.  El electrón tiende a regresar a su órbita primitiva, con la consecuente emisión de energía en forma de luz o de calor.
  32. 32. Modelo atómico actual  El modelo de Bohr falla cuando se intenta explicar el comportamiento de átomos distintos al átomo de hidrógeno. Además, tampoco permite explicar el enlace químico.  Propuesta de Sommerfeld:   Los electrones se encuentran alrededor del núcleo en orbitales, que son regiones del espacio en las que existe una alta probabilidad de encontrar al electrón. Hay varios niveles de energía (similares a los de Bohr), y en cada nivel de energía hay un determinado tipo de orbitales en los que únicamente caben un determinado número de electrones.
  33. 33. Diagrama de Moeller  El diagrama de Moeller es un diagrama que permite establecer el orden de llenado de los electrones en los orbitales, lo que nos permite determinar la configuración electrónica de átomos e iones. Orbitales s: caben como máximo 2 e- Orbitales p: caben como máximo 6 eOrbitales d: caben como maximo 10 e- Orbitales f: caben como máximo 14 e-
  34. 34.  Configuración electrónica del átomo de Na      Z= ……… nº protones = ……… Nº electrones = …….. Configuración electrónica del Na = ……………………………… Configuración electrónica del ión P3–     Z= ……… nº protones = ……… Nº electrones = …….. Configuración electrónica del ión P3– = …………………………
  35. 35.  Configuración electrónica del átomo de Hierro:      Z= ……… nº protones = ……… Nº electrones = …….. Configuración electrónica del Fe= ………………………… Configuración electrónica del ión Ca2+     Z= ……… nº protones = ……… Nº electrones = …….. Configuración electrónica del ión Ca2+ = ………………………
  36. 36.  Configuración electrónica del átomo de Argón:      Z= ……… nº protones = ……… Nº electrones = …….. Configuración electrónica del Ar= ………………………… Configuración electrónica del ión S2    Z= ……… nº protones = ……… Nº electrones = …….. Configuración electrónica del ión S2- = ………………………
  37. 37.  Aún queda mucho por descubrir sobre la estructura de la materia. No olvidemos que la ciencia está en continuo cambio!!!!!!

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