breve historia de la breve historia de la estructura del átomo

24/02/2008
BREVE HISTORIA DE LA
ESTRUCTURA DEL
ÁTOMO
Aristóteles (384 a 322 A.
C.) impone la teoría de los
cuatro elementos:
Demócrito (Tracia, 460-357
aC.), propuso que, si se dividía
la materia en trozos cada vez
más pequeños, debería llegarse
a una porción que ya no podría
dividirse más:
la llamó
ó
Ατομοσ (átomo)
(át
)
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En el mundo cristiano, la teoría
de Aristóteles fue adoptada
por los alquimistas
q
,
precursores de los científicos,
que desarrollaron su actividad
durante toda la Edad Media
• En la transformación de metales como el plomo,
sin valor, en oro o plata había que agregar
mercurio para lograr la transmutación.
• Reacción en presencia de un catalizador: piedra
filosofal
Tuvieron que pasar veinte siglos para que un
químico inglés llamado John Dalton retomara las
ideas de Demócrito y publicase, en 1808, su famosa
teoría atómica:
“La materia no es contin
continua,
a sino que
q e está
formada por partículas indivisibles, llamadas
átomos, entre las cuales no hay nada (está el
vacío). Los átomos se pueden unir para crear
combinaciones de átomos que forman los
compuestos químicos.”
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Teoría atómica de Dalton
c Cada elemento está compuesto de pequeñas
partículas indivisibles llamadas átomos.
d Los átomos no pueden ser creados ni destuídos
en las reacciones químicas.
e Todos los átomos de un elemento dado son
idénticos y no pueden ser convertidos en
átomos de otro elemento.
f Los compuesto son formados cuando se
combinan átomos de más de un elemento.
Teoría atómica de Dalton
c Cada elemento está compuesto de pequeñas
partículas indivisibles llamadas átomos.
d Los átomos no pueden ser creados ni destruidos
en las reacciones químicas.
e Todos los átomos de un elemento dado son
idénticos y no pueden ser convertidos en
átomos de otro elemento.
f Los compuesto son formados cuando se
combinan átomos de más de un elemento.
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Revisión de la Teoría
atómica de Dalton
c Cada elemento está compuesto de pequeñas
partículas indivisibles llamadas átomos.
d Los átomos no pueden ser creados ni destruidos
en las reacciones químicas.
e Todos los átomos de un elemento dado son
idénticos y no pueden ser convertidos en
átomos de otro elemento .
f Los compuesto son formados cuando se
combinan átomos de más de un elemento.
Las ideas de Dalton fueron
perfeccionadas por otros científicos.
En 1897, el británico
Joseph John
Thomson descubrió unas partículas
Joseph John Thomson
(1856 – 1940)
El protón
con propiedades sorprendentes:
prácticamente no tenían masa
(9,110 x 10-28g) y tenían carga eléctrica
negativa.
Las llamó
electrones.
• Fue observado por E. Goldstein en 1896 y posteriormente
J.J. Thomson describe sus propiedades.
• Es una partícula con carga +1, opuesta a la del electrón.
• Tiene una masa de 1,673 x 10-24g.
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Modelos atómicos
THOMSON
(1897)
El primer modelo atómico propuesto por Thomson a finales del
siglo XIX. Según Thomson, los átomos eran esferas macizas,
cargadas positivamente, en las que se encontraban embebidos los
electrones.
En 1911, el físico británico
Rutherford
Ernest
descubrió que el interior
de los átomos
á
estaba prácticamente
á
hueco, a excepción de la zona central
ocupada por un pequeño núcleo, en el
que se concentraba toda la masa del
átomo y que, además, tenía carga
eléctrica positiva.
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Modelos atómicos
THOMSON
(1897)
RUTHERFORD
(1912)
Rutherford, propuso que el átomo era esférico y en su centro se
concentraba toda la carga positiva y casi la totalidad de la masa atómica.
Alrededor de dicho centro o núcleo giraban los electrones, de manera que
el número de electrones era igual al de protones. El núcleo ocupaba un
espacio muy pequeño comparado con el volumen total ocupado por el
átomo, de tal suerte que éste podría considerarse prácticamente hueco.
En 1913, el físico danés Niels Bohr
propone un nuevo modelo atómico.
1. El átomo está constituido por una zona
central o núcleo donde se concentra
t d la
toda
l masa y la
l carga positiva
iti del
d l
átomo.
Niels Bohr
(1885 – 1962)
2. Los electrones giran entorno al núcleo en
órbitas circulares estacionarias estables,
de modo que la fuerza centrífuga =
fuerza centrípeta.
centrípeta
Es decir, para Bohr el radio de las órbitas
está cuantizado, de forma que el
electrón no puede ocupar cualquier
órbita.
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Modelos atómicos
THOMSON
(1897)
RUTHERFORD
(1912)
BOHR
(1913)
El Neutrón
• Fue descubierto en 1932 por J.
J Chadwick.
Chadwick
• No presenta carga (es neutro)
• Tiene una masa de 1,675 x 10-24g (1 uma).
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Hoy sabemos que el átomo es divisible, puesto que
está formado por partículas más pequeñas, llamadas
partículas subatómicas.
Estas pueden ser de tres tipos:
¾Protones
¾Neutrones
¾Electrones
Los protones y los neutrones están en el núcleo y los
electrones están en continuo movimiento formando una
“corteza” alrededor del núcleo.
RESUMIENDO:
PARTÍCULA
LOCALIZACIÓN
MASA
CARGA
P tó
Protón
Núcleo
1 u.m.a.
Positiva
Neutrón
Núcleo
1 u.m.a.
No tiene
Electrón
Corteza
1/1840
u.m.a.
Negativa
u.m.a. = unidad de masa atómica (masa de un átomo de hidrógeno)
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En 1924 De Broglie presenta su teoría denominada
dualidad onda-partícula: una partícula lleva asociada siempre
una onda.
La naturaleza dual de la materia da origen al principio de
incertidumbre de Heisemberg: es imposible especificar
especificar,
simultáneamente y con exactitud, la posición y el momento
lineal de una partícula.
En consecuencia,
• No es posible atribuir al electrón órbitas precisas alrededor del
núcleo,, porque
p q ello implicaría
p
el conocer exactamente la posición
p
y
la velocidad del electrón en cada instante.
• Para discutir el movimiento del electrón, con una energía dada o
velocidad conocida, alrededor del núcleo es necesario hablar en
términos de probabilidad de encontrar a dicho electrón en una
determinada posición.
MODELO DE MECANICA CUANTICA
El concepto visual actual de un átomo aparece como una
que rodea al núcleo. La nube consiste
nube de electrones q
en un mapa de distribución probable el cual determina la
localización más probable de un electrón.
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¿ENTONCES QUÉ DICE LA MECÁNICA CUÁNTICA?
•
El intercambio de energía entre átomos y partículas solo
puede ocurrir en paquetes de energía de cantidad discreta
(Fuerzas e Interacciones)
•
Las ondas de luz, en algunas circunstancias se pueden
comportar como si fueran partículas (fotones).
•
Las partículas elementales, en algunas circunstancias se
pueden comportar como si fueran ondas.
•
Es imposible conocer la posición exacta y la velocidad
exacta de una partícula al mismo tiempo.
Las representaciones científicas más populares del
átomo que muestran a los electrones moviéndose
alrededor del núcleo, de manera similar al movimiento
de los planetas alrededor del sol, están
equivocadas!
• Los círculos NO son órbitas.
• Los electrones NO se mueven alrededor del núcleo a
lo largo de los círculos.
• Los círculos representan niveles energéticos.
• Los electrones en el círculo más cercano al núcleo
tiene la menor energía.
- Los ocho electrones en el siguiente círculo tienen
mayor energía, y el electrón del último círculo tiene la
más alta energía.
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Un orbital atómico es una zona del espacio donde existe una
alta probabilidad (superior al 90%) de encontrar al electrón.
Esto supone considerar al electrón como una nube difusa de
carga alrededor del núcleo con mayor densidad en las zonas
donde la probabilidad de que se encuentre dicho electrón es
mayor.
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