La teoría atómica y molecular, producto de las ideas de Dalton y

Chicos:
_ en la primera parte se encuentra el desarrollo de los temas que estuvimos trabajando en las
últimas clases y un poquito más. En dicho apunte faltan todas las imágenes. Con respecto a
este tema, mis intensiones son 2: en unos días reenviar vía mail nuevamente este archivo pero
con las imágenes escaneadas y la otra dejar una copia impresa en la escuela. Apenas lo haga
les avisaré por este medio.
_ en la segunda están las actividades que deben desarrollar.
Ante cualquier duda, me envían un mail a este dirección: [email protected]. Deben
escribir como asunto: 1°C Industrial.
Cuidense mucho y nos vemos en unas semanitas
Saludos
Ana
ESCUELA INDUSTRIAL SUPERIOR
ELEMENTOS DE FÍSICA Y QUÍMICA
1° “C”
PRIMERA PARTE
¿Cómo está formada la materia? Esta pregunta, cuya antigüedad es, probablemente,
equivalente a la de la especie humana, ha sido formulada una y otra vez a lo largo del tiempo,
y tuvo diferentes respuestas.
Los antiguos griegos, por ejemplo, creían que todo estaba formado por formado por tres
materiales esenciales, tierra, agua y aire, que, mezclados entre sí y modificados por la acción
del fuego, generaban los demás materiales conocidos. Otros, como Demócrito, pensaban que
toda la materia estaba compuesta por partículas extremadamente pequeñas e indivisibles, a
las que llamó átomos. Esta teoría, sin embargo, no especificaba cuantas clases de átomos
existen, ni como son esos átomos, ni como se unen entre sí para formar los distintos
materiales.
Pasaron más de 2000 años. Cuando los científicos aprendieron a manejar las reacciones
químicas, se retomó la idea de átomo propuesta inicialmente por Demócrito. En 1806, el
químico, físico y naturista John Dalton (1766-1844), propuso una teoría atómica para explicar
todo lo que hasta entonces se conocía respecto de estas reacciones. Pero, recién a comienzos
del siglo XX, se obtuvieron evidencias de cómo está constituido el átomo.
La teoría atómica de Dalton.
Según Dalton, los átomos son las partículas que forman la materia, y presentan las siguientes
características:
×
Toda la materia está formada por átomos, que son indivisibles y no pueden ser
creados ni destruidos.
Si los átomos no pueden ser creados ni destruidos, cuando ocurra una transformación
química, la misma cantidad de átomos estará presente antes y después de esta.
×
Hay distintos tipos de átomos. Los átomos de un mismo tipo son idénticos, con
la misma masa e iguales propiedades químicas.
×
Los átomos reaccionan entre sí en proporciones enteras, y se combinan
formando moléculas. Las moléculas son la mínima proporción de materia capaz de
constituir cada tipo de material o de compuesto químico.
Por ejemplo: un átomo de carbono y dos átomos de oxígeno forman una molécula de
dióxido de carbono.
×
Los átomos de dos elementos pueden combinarse para formar más de un
compuesto químico.
Por ejemplo: el carbono y el oxígeno pueden formar el dióxido de carbono y el
monóxido de carbono.
La materia está constituida por partículas llamadas átomos.
Experimento esclarecedor N° 1.
El científico inglés Michael Faraday (1791-1867) denominó electrólisis a la descomposición que
produce el pasaje de corriente eléctrica por una solución, y llamó ánodo al electrodo positivo y
cátodo al electrodo negativo. Fue él quien enunció las leyes que explican estos fenómenos.
Estos estudios permitieron extraer una clara conclusión: las partículas eléctricas forman parte
de los átomos que constituyen la materia.
Los átomos están compuestos por partículas aún más pequeñas y con carga eléctrica.
Los átomos son eléctricamente neutros.
1° MODELO: El Modelo del “budín”.
El químico inglés Joseph John Thomson (1856-1940) ideó un modelo para explicar como estaba
forado un átomo. Teniendo en cuenta que los átomos son eléctricamente neutros, propuso
que están formados por una masa positiva dentro de la cual se ubican los electrones, como las
pasas de uvas dentro de un budín. De esta forma, el volumen que ocupa cada átomo está
“lleno” de masa.
Fig. 1: esquema de átomo según el modelo del “budín”.
Experimento esclarecedor N°2.
El descubrimiento de la radiactividad permitió avanzar en el establecimiento de un modelo
atómico: al transformarse en átomos de otro tipo, los átomos de sustancias radiactivas
desprenden distintos tipos de rayos, algunos formados por partículas con cargas positivas
(rayos alfa) y otros constituidos por partículas con cargas negativas (rayos beta).
Las cargas opuestas se atraen.
Las cargas de igual signo se repelen.
En 1906, el físico neozelandés Ernest Rutherford (1871-1937) realizó la siguiente experiencia:
bombardeó una delgada lámina de oro con rayos alfa: los rayos alfa están formados por
partículas con carga positiva, sumamente pequeñas que se mueven a gran velocidad. La mayor
parte de las partículas pasó de largo como si nada se interpusiera en su camino y algunas
partículas rebotaban y se desviaban.
Fig. 2: experimento de Rutherford.
Pero…
…¿por qué algunas de estas partículas rebotan? Porque chocan contra centros muy pequeños
formados por partículas con el mismo tipo de carga que las partículas alfa (las cargas de igual
signo se repelen). Si los centros estarían formados por partículas con cargas negativas, las
partículas alfa serían atraídas por el centro (las cargas de distinto signo se atraen).
…¿por qué la mayor parte de las partículas siguen de largo? Porque la mayor parte del espacio
estaba vacío.
Sobre la base de esta experiencia, Rutherford propuso un modelo atómico.
2° MODELO: El modelo atómico de Rutherford.
Rutherford propuso el siguiente modelo teórico: los átomos están constituidos por un núcleo,
que es mucho más pequeño que el átomo y tiene carga eléctrica positiva, rodeado por un
sistema de electrones que tienen la misma cantidad de carga eléctrica, pero negativa, de
modo tal que la carga total es nula. El núcleo y los electrones permanecen atraídos –pero no
unidos- entre sí, precisamente porque tienen cargas opuestas. Entre ellos hay solo un gran
espacio vacío, y los electrones se mueven continuamente alrededor del núcleo, a cierta
distancia de él.
Este modelo no explica como se mueven los electrones alrededor del núcleo.
Fig. 3: esquema de átomo según el modelo de Rutherford.
El modelo de Bohr.
En 1913, el físico danés Niels Bohr (1885-1962) propuso el siguiente modelo: los átomos están
formados por un núcleo con carga positiva y un sistema de electrones que se mueven
alrededor del núcleo como los planetas alrededor del sol. En cada órbita, los electrones se
mueven manteniendo un nivel de energía constante y distinto del de las otras órbitas.
Fig. 4: esquema de átomo según el modelo de Borh.
El modelo actual.
Los átomos están constituidos por tres tipos básicos de partículas subatómicas:
× Los protones son partículas con carga positiva. Al protón se le asigna en forma relativa,
una carga unitaria positiva (+1).
× Los neutrones son partículas sin carga eléctrica.
× Los electrones son las partículas de menor tamaño que poseen carga negativa. Al
electrón se le asigna en forma relativa, una carga unitaria negativa (-1).
En un átomo se pueden distinguir dos regiones:
× El núcleo central.
- Es la parte del átomo formada por protones y neutrones. Ambas partículas
subatómicas tienen el mismo tamaño, pero son mucho más pequeñas que el
átomo.
- Tiene carga positiva.
× La región externa al núcleo.
- Es la parte del átomo formada por electrones que se mueven alrededor del
núcleo. Esta región está prácticamente vacía.
Los electrones se mueven dentro de un orbital (zona donde es posible encontrar
un electrón), manteniendo constante su energía. Existen diferentes niveles de
energía. Cada nivel puede ser ocupado solo por una cierta cantidad de electrones.
- Tiene carga negativa.
- A pesar que no se puede describir la trayectoria de un electrón, en el espacio
existen zonas denominadas orbitales donde es posible ubicar a cada electrón.
Como la carga negativa de los electrones es numéricamente igual a la carga positiva del
núcleo, el átomo es eléctricamente neutro.
ESCUELA INDUSTRIAL SUPERIOR
ELEMENTOS DE FÍSICA Y QUÍMICA
1° “C”
Actividad:
A partir de la lectura del apunte sobre Modelos Atómicos:
1)
Realizar un esquema del Modelo de “budín”, del Modelo de
Rutherfort, del Modelo de Borh y del Modelo Actual.
2)
En cada esquema indicar todas las partes que lo conforman.
3)
En cada modelo resaltar cual es el nuevo aporte con respecto del
modelo anterior (por ejemplo: uno de los aportes de Rutherford con respecto
al modelo de “budín” fue definir dos zonas que componen el átomo: el
núcleo y un sistema de electrones).