Explicació de com sorgeix la matèria a l'univers

1. 1r BATXILLERAT
L’ESTRUCTURA DE
LA MATÈRIA.
SISTEMA
PERIÒDIC.

2. AVANTGUARDA A LA
RECERCA CIENTÍFICA
 Una de les teories científiques més
innovadores i actuals que intenta explicar
com funciona l’Univers al qual vivim és:
LA TEORIA DE CORDES

3. TEORIA DE CORDES
 Aquesta teoria proposa que la part més
petita en la què es pot subdividir qualsevol
part de l’Univers és una “corda” que pot
tenir el següent aspecte:

4. ESPAI - TEMPS
 De manera que, si poguèssim mirar amb
un microscopi molt potent (tant que
encara no s’ha pogut fabricar), l’espai i el
temps que percibim seria així:

5. TOTES LES CORDES
VIBREN
Aquestes cordes vibren com ho fan les
d’una guitarra…

6.  i, en lloc de manifestar-se en forma de
diferents tipus de sons, es manifesten en
forma de:
FORÇA ENERGIA
MATÈRIA

7. FORÇA:
- Es produeix com intercanvi de partícules:

8.  FORÇA GRAVITATÒRIA
 FORÇA ELECTROMAGNÈTICA

9.  FORÇA NUCLEAR FORTA
 FORÇA NUCLEAR DÈBIL

10. ENERGIA
 E. ELÈCTRICA
 E. POTENCIAL
 CINÈTICA
 CALORÍFICA

11. MATÈRIA
 És tot allò que té massa i ocupa un volum.
D’aquest aspecte ens ocuparem
aquest curs.

12. COM S’ORGANITZA LA
MATÈRIA?
 Segons la manera com vibren aquestes
cordes apareixen diferents tipus de
partícules.
 Les més importants i estables són:
QUARKS ELECTRONS
Aquestes partícules s’uneixen formant els:

13. ÀTOMS
Formats per:
- Nucli: - PROTONS : formats per 3 quarks:
(2 ups i 1 down)
- NEUTRONS : formats per 3 quarks:
(2 down i 1 up)
-ESCORÇA: - ELECTRONS

14. Els àtoms s’uneixen formant:
 MOLÈCULES
 XARXES CRISTAL·LINES

15. Amb aquestes
combinacions d’àtoms…
 Es formen totes les substàncies que
coneixem, tant:
- Les naturals:
- Com les artificials:

16. MODELS ATÒMICS
 L’home sempre ha intentat explicar la
naturalesa…
 Al llarg de la Història va a proposar
diferents models per explicar com estaven
formades totes les substàncies
materials…

17. DEMÒCRIT
(460 a.c. – 370 a.c)
 Va esser un filòsof grec que va pensar
que la matèria podia estar formada per
unes partícules petites que va anomenar
ÀTOMS
(en grec antic significa: indivisible)

18. DALTON
(1808)
 Explica la combinació de diferents tipus
d’àtoms en proporcions fixes.

19. THOMSON
1897
Descobriment de l’electró.

20. Experiment:
 Tubs de descàrrega:
Raigs catòdics: Propietat de tota la matèria

21. RUTHERFORD
1911
Descobriment del protó

22. Experiment:
 Bombardeig d’una làmina d’or mitjançant
partícules αlfa:
 La matèria està buida

23. BOHR
1913
 Descobriment dels nivells d’energia on es situen els
electrons:
L’electró, dins l’àtom, pot adoptar només els nivells
d’energia que corresponen a estats estacionaris
E = -k/n2

24. Experiment:
 Espectres atòmics:
 Les línies espectrals corresponen als diferents trànsits
electrònics entre els distints nivells energètics, limitats
pels valors de n.

25. PLANCK
1900
QUANTUMS
 Els electrons absorbeixen o s’emeten
l’energia electromagnètica de la llum en
petits paquets anomenats quantums.
E = h·f
Constant de Plank h = 6,6261·10 -34 J·s

26. LA LLUM
 La llum es comporta de dues maneres:
-Com si fos matèria: Naturalesa
corpuscular.
(Proposada per Newton i Einstein)
- Com si fos energia transportada en una
ona: Naturalesa ondulatòria.
(Proposada per Huygens i Maxwell)

27. Naturalesa electromagnètica de la
llum
 És una ona autogenerada per variacions
de camps elèctrics i magnètics que
viatgen a la velocitat de la llum “c = 3·108
m·s-1”
 ESPECTRE ELECTROMAGNÈTIC

28. MECÀNICO-QUÀNTIC
(actual)
PARTÍCULES MASSA CÀRREGA
(símbol) (u)
PROTÓ 1 +
(p+)
NEUTRÓ 1 0
(n0)
ELECTRÓ 1/2000 -
(e-)

29. NUCLI
Nombre atòmic
Z = p+
Nombre màssic
A = p + + n0

30. ELECTRONS
De Broglie
1924
 Els electrons es troben a uns espais (amb
diferents formes) al voltant del nucli
anomenats:
ORBITALS ATÒMICS
On hi ha una alta probabilitat de trobar
l’electró.

31. PRINCIPI
D’INCERTESA
HEISENBERG
1927
 És impossible determinar simultàniament i
amb total exactitud el valor de la posició i
la velocitat d’una partícula quan s’estudia
el seu comportament.
Δx·Δp ≥ h/4π
 “El fet de mesurar implica una alteració en
el moviment de la partícula”

32. ORBITALS ATÒMICS
 N’hi ha quatre tipus: s, p, d, f
 (Per recordar-los: “sopa de fideus”)
 De “s” només n’hi ha 1
 De “p” n’hi ha 3
 De “d” n’hi ha 5
 De “f” n’hi ha 7

33. ORBITALS
ATÒMICS
f
d
p
s

34.  Dins cada orbital només pot haver-hi 2 e -
 Per tant:
- Dins els orbitals “s ” hi caben: 2 x 1 = 2
- Dins els orbitals “p ” hi caben: 2 x 3 = 6
- Dins els orbitals “d ” hi caben: 2 x 5 = 10
- Dins els orbitals “f ” hi caben: 2 x 7 = 14
Per saber com es col·loquen s’utilitza el ...

35. DIAGRAMA DE
MÖELLER

36. NOMBRES QUÀNTICS
(n,l,ml,ms)

37. L’ÀTOM ÉS
ELECTRICAMENT
NEUTRE
 L’àtom normalment té el mateix nombre
de protons que electrons, per tant, el
nombre de càrregues positives es igual al
de negatives i així l’àtom és electricament
neutre.
+ = -

38.  Però potser l’àtom perdi o guanyi
electrons quedant carregat, així
s’anomena: IÓ .
 Si perd electrons llavors hi ha més protons
que electrons i així l’àtom està carregat
positivament i s’anomena: CATIÓ .
 Si guanya electrons llavors hi ha més
electrons que protons, l’àtom queda
carregat negativament i s’anomena:
ANIÓ .

39. Rosa Mª Rodríguez García-Caro
Departament de física i química
IES ALCÚDIA
MALLORCA