Guia de Teoria Atomica

Liceo Republica de Argentina. Dept. de Química. Prof. Marcela Rubio M.

TEORIA ATOMICA En el siglo V antes de Cristo, el filósofo griego gr iego Demócrito postuló, sin evidencia científica, que el Universo estaba compuesto por partículas muy pequeñas e indivisibles, que llamó "átomos". Átomo, la unidad más pequeña posible de un elemento químico. En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra “átomo” se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeño que podía concebirse. Esa “partícula fundamental”, por emplear el término moderno para ese concepto, se consideraba indestructible. De hecho, átomo significa en griego “no divisible”. El

conocimiento del tamaño y la naturaleza del átomo avanzó muy lentamente a lo largo de los siglos ya que la gente se limitaba a especular sobre él. Teoría Atómica de Dalton:

Introduce la idea de la discontinuidad de la materia, es decir, esta es la primera teoría científica que considera que la materia está dividida en átomos Los postulados básicos de esta teoría atómica son:

-

La materia está dividida en unas partículas indivisibles e inalterables, que se denominan átomos. Actualmente, se sabe que los atomos sí pueden dividirse y alterarse. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (presentan igual masa e iguales propiedades). Los átomos de distintos elementos tienen distinta masa y distintas propiedades. Los compuestos se forman cuando los átomos se unen entre sí, en una relación constante y sencilla. Al suponer que la relación r elación numérica entre los atomos era la más sencilla posible, Dalton asignó al agua la formula HO, al amoníaco la formula NH, etc.

Teoría Atómica de Thomson: Este científico elaboró una serie de experiencias con los rayos catódicos que se observaban en los tubos de descarga y verificó que estos rayos de luz eran desviados de su

trayectoria lineal, tanto por por campos magnéticos como como por campos eléctricos. eléctricos. Ahora bien, dado que la luz ordinaria no se ve afectada por un imán, concluyó que los rayos catódicos correspondían a un haz de partículas negativas que denominó denominó electrones. A partir de estos estudios, postuló su teoría atómica que considera a los átomos como esferas de carga positiva, uniformemente distribuida, cuyos electrones se encuentran dispersos e incrustados en ella.

Experimento de los tubos de descarga

Hizo pasar un haz de rayos catódicos por un campo eléctrico y uno magnético. Cada uno de estos campos, actuando aisladamente, desviaba el haz de rayos en sentidos opuestos. Si se dejaba fijo el campo eléctrico, el campo magnético podía variarse hasta conseguir que el haz de rayos siguiera la trayectoria horizontal original; en este momento las fuerzas eléctricas y magnética eran iguales y, por ser de sentido contrario se anulaban. Esta constatación llevó a Thomson a suponer que las partículas que forman los rayos catódicos no eran átomos cargados sino fragmentos de átomos, es decir, partículas subatómicas a las que llamó electrones. Las placas se colocan dentro de un tubo de vidrio cerrado, al que se le extrae el aire, y se introduce un gas a presión reducida.

Teoría Atómica de Rutherford:

El experimento de Rutherford tiene una gran trascendencia en las interpretaciones posteriores de la estructura del átomo. Rutherford hizo incidir sobre láminas muy delgadas de metales maleables (oro, platino, cobre, plata) un haz de partículas alfa (α), tratando de observar si eran capaces de atravesar aquellas láminas, o si bien eran rechazadas, ya fueran todas, o una parte de ellas. Si el átomo fuera homogéneo de masa, macizo, no podría ser atravesado por esas partículas y, por lo tanto, serían rechazadas. Si por el contrario, existe una zona donde esté concentrada la mayor parte de su masa y el resto se comporta como casi vacío, entonces esas partículas lo atravesarán. Las posibles partículas que atraviesan pueden detectarse mediante una pantalla de sulfuro de cinc (ZnS), que produce fluorescencia al recibir el choque de partículas alfa. En 1911 bombardeó con partículas alfa, láminas de oro , resultando que sólo una de cada 100.000 partículas salió rechazada, atravesando todas las restantes la lámina de oro,en línea recta o con desviación.

La explicación de Rutherford para esta observación es que: - La masa del átomo se concentra en el núcleo, puesto que sólo algunas partículas alfa son repelidas cuando chocan con algo sólido, que constituye el núcleo del átomo. - El núcleo del átomo es positivo, puesto que algunas partículas alfa experimentan desviación al pasar cerca de él, debido a que cargas de igual signo se repelen. - La mayor parte del átomo es espacio vacío, ya que casi la totalidad de las partículas alfa atraviesan la lámina sin experimentar desviación. - El tamaño del átomo es aproximadamente 100.000 veces el tamaño del núcleo, esta gran desproporción explica la escasa desviación que experimentan algunas partículas alfa. - Los electrones deben estar en continuo movimiento, pues no interfieren en el paso de las partículas alfa, tampoco son atrapados por el núcleo. En 1920 Rutherford predijo la existencia, en el núcleo del átomo, de una partícula sin carga eléctrica que impidiera la repulsión entre los protones a la cual denominó neutrón. En 1932 durante un experimento de reacciones nucleares,  James Chadwick  detectó la existencia de una partícula sin carga, con un alto poder de penetración y con una masa aproximadamente igual a la del protón a la que denomino neutrón. El modelo atómico de Rutherford se suele denominar el "modelo planetario del átomo" por su semejanza con el sistema solar.

Términos Atómicos: 1) Numero Atómico: Es el número total de protones en el núcleo del átomo. Se suele representar con la letra Z . El número atómico es característico de cada elemento químico. en la tabla periódica en orden creciente de número atómico. En la tabla periódica los

elementos se ordenan de acuerdo a sus números atómicos en orden creciente. 2) Numero Másico: Indica el número de partículas que hay en el núcleo, es decir nos dice la suma de protones y neutrones. Se representa por A. Sabiendo el número atómico y el número másico, puedo calcular fácilmente los neutrones: Neutrones = A - Z.

3) Isotopo: Se conoce como isótopo a las variedades de átomos que tienen el mismo número

atómico y que, por lo tanto, constituyen el mismo elemento aunque tengan un diferente número másico. Los átomos que son isótopos entre sí tienen el mismo número de protones en el núcleo y ocupan el mismo lugar en la tabla periódica.

4) Isótono: Son aquellos que presentan distinto numero atomico, distinto numero másico,

pero igual número de neutrones.

5) Isobaro: Son aquellos que presentan igual

numero másico, pero diferente numero

atómico.

Teoría Atómica de Bohr:

Ya conocemos el modelo atómico de Rutherford. Posteriormente, en el año 1913, las investigaciones efectuadas por Niels Bohr (1885-1962) hicieron ver ciertas fallas en este modelo y dejó en evidencia la necesidad de profundizar más el estudio interno de la electrósfera . - Los electrones giran alrededor del núcleo en regiones bien definidas (niveles permitidos), donde no pierden ni ganan energía. Son llamados estados estacionarios de energía. No hay emisión ni absorción de energía mientras los electrones se mantengan en el mismo nivel. - Cuando un electrón recibe energía (por ejemplo térmica o eléctrica), él podrá pasar a un nivel más externo, más alejado del núcleo. Este nuevo nivel es una posición inestable para el electrón, el cual tiende a volver a su nivel original, y en este retorno, el electrón emite energía en forma de onda electromagnética (luz), energía que puede ser medida y calculada. - Un electrón es más fácilmente activado mientras más externo sea. En otras palabras, es más fácil para un electrón cambiar de nivel o salir del átomo, cuanto más alejado esté del núcleo. El modelo atómico de Bohr constituye el último intento de un sistema atómico usando la física clásica y que su logro parcial se debe a que introduce en el modelo algunas condiciones propias de la física cuántica, la cual es aplicada por primera vez a modelos atómicos, Sin embargo, la teoría de Bohr falla al mantener el postulado clásico de que el electrón describe una trayectoria definida alrededor del núcleo.

ACTIVIDAD

1. Señale brevemente los postulados de la teoría atómica de Dalton. 2. Compare los modelos atómicos de Thomson y de Rutherford, indicando sus principales características. 3. Complete la siguiente tabla.

4. ¿Qué entiende por número atómico? 5. Indique la cantidad de electrones que poseen los átomos de los elementos dados a continuación.

6. ¿Qué datos se necesitan conocer para determinar la cantidad de neutrones que poseen los átomos de un elemento determinado? 7. Indique la cantidad de protones, neutrones y electrones que poseen los átomos de los siguientes elementos químicos.

8. Relacione los términos de la columna A con los conceptos de la columna B.

9. Indique las características de los elementos denominados isótonos. 10. Clasifique las siguientes parejas de elementos como isótopos, isóbaros o isótonos.