tema 6 – la estructura atómica

Colegio “La Inmaculada”
Misioneras Seculares de Jesús Obrero
Nueva del Carmen, 35. – 47011 Valladolid.
Tel: 983 29 63 91 Fax: 983 21 89 96
e-mail: [email protected]
Área de Física y Química
4º de ESO
Apuntes de Área
TEMA 6 – LA ESTRUCTURA ATÓMICA
. Objetivos / Criterios de evaluación
O.8.1 Conocer los modelos atómicos de Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr y el número
de partículas de los átomos sabiendo su masa y número atómicos. Así como el significado
de los espectros.
O.8.2 Conocer e interpretar el sistema periódico y los significados de filas y columnas
O.8.3 Conocer los tipos de enlaces químicos iónico, covalente y metálico y sus
propiedades.
.
1. Naturaleza eléctrica de la materia (Página 142)
Naturaleza eléctrica de la materia:
Distintos experimentos llevaron a la certeza de la naturaleza eléctrica de la materia. En
primer lugar, y utilizando tubos de descarga eléctrica rellenos de gases, se descubrieron
dos tupos de rayos, los catódicos, que tenían carga negativa y están formados por
electrones. Más tarde, y analizando los rayos canales se descubrió la existencia del
protón, de carga positiva y mucha más masa que el electrón.
2. Primeros modelos atómicos (Página 144)
Def. átomo: es, según estableció Demócrito, las partículas de la materia que ya no
podían dividirse más.
Teoría atómica de Dalton (XIX):
Los elementos químicos están formados por partículas indivisibles llamadas átomos.
Los átomos de un mismo elemento son iguales tanto en su masa como en las demás
propiedades.
Los átomos de elementos distintos son diferentes. Y pueden unirse entre sí para formar
compuestos químicos.
Teoría atómica de Thomson:
Los átomos están formados por una esfera uniforme cargada positivamente
En esa esfera están incrustados los electrones. Partículas muy pequeñas cargadas
negativamente.
Teoría atómica Rutherford.
Los átomos son neutros eléctricamente y están formados por un núcleo muy pequeño y
una corteza.
El núcleo tiene casi toda la masa y carga positiva.
Tema 6 – La estructura atómica
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Apuntes de Área
La corteza es muy grande en comparación con el núcleo, tiene carga negativa y muy poca
masa. En ella los electrones giran alrededor del núcleo.
Esta estructura del átomo es inestable, además, no consigue explicar la existencia de los
espectros de rayas, ni de admisión, ni de absorción
Def. Espectro es un registro fotográfico de la energía desprendida en algún proceso. En
el estudio atómico el espectro de un elemento refleja las energías absorbidas o
desprendidas por los electrones cuando pasan de un nivel a otro. Del estudio e
interpretación de los espectros de los distintos elementos han surgido los nuevos modelos
atómicos.
Modelo Atómico de Bohr
En la corteza los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas que dependen de su
energía. Cuando pasan de una órbita a otra absorben o emiten energía en forma de
radiación. (esto explicaría los espectros)
En el núcleo se encuentran los protones y neutrones, y por tanto tiene casi toda la masa
del átomo y la carga positiva.
En cada nivel de energía tienen cabida un total de 2n2 electrones, siendo n el número del
nivel.
Partículas subatómicas: protón, electrón, neutrón.
La naturaleza eléctrica de la materia y los experimentos relativos a este fenómeno
permitieron descubrir las partículas subatómicas.
Partículas subatómicas: (que significa más pequeñas que los átomos) Son las partículas
en que podemos considerar divididos los átomos.
Electrón: Son partículas negativas de masa pequeña
Protón: Son partículas positivas de masa grande
Neutrón: Son partículas sin carga eléctrica de masa grande.
Partícula
Carga
1.602·10-19 C
Masa, 1uma=
1.675·10-27 kg
Situación
en el átomo
Observaciones:
Electrón
(e-)
Negativa
0 uma
Corteza
Thomson
Protón
(p+)
Positiva
1 uma
Núcleo
Goldstein
Neutrón
(n0)
Sin carga
1 uma
Núcleo
Chadwick
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Def. Número atómico: Es el número de protones que tiene un átomo. Identifica el
elemento a que pertenece.
Def. Número másico: Es la suma del número de protones y neutrones de un átomo.
Indica su masa.
Def. uma: es la unidad para la masa de átomos y partículas subatómicas. 1 uma es la
doceava parte de la masa de un átomo de carbono-12 y vale 1,675*10-27 kg
Def. Isótopos: Son átomos con el mismo número atómico y distinto número másico, es
decir, átomos del mismo elemento pero con diferente número de neutrones.
Def. ión: Son átomos con carga eléctrica.
Cationes si han perdido electrones y tienen carga positiva.
Aniones si han ganado electrones y tienen carga negativa.
Modelo Atómico de Sommerfeld y Zeeman
Hay demasiadas rayas en los espectros de rayas, por eso se llegó a la conclusión de que
cada capa electrónica está formada por distintas subcapas, llamadas órbitas de energía.
A cada capa le corresponde un nivel de energía diferente y hay, por tanto, más saltos
posibles entre capas lo que justifica más rayas en los espectros de los previstos y que se
corresponde con los que se observan experimentalmente a medida que se va
perfeccionando la técnica de la espectrometría
En cada nivel de energía, llamados K, L, M, N, O, P y Q existen una serie de subniveles
diferentes que a su vez pueden tener distintas orientaciones. En cada posible orientación
tienen cabida un máximo de 2 electrones. Estos dos electrones se diferencian en el
sentido en que giran sobre sí mismos, que se denomina spin.
Def. Configuración electrónica: es la forma en que se disponen los electrones de un
átomo en las distintas órbitas de la corteza.
En el átomo hay 7 niveles de energía conocidos distintos ( K, L, M, N, O, P y Q)
Cada nivel está compuesto por órbitas diferentes (s - Sharp, p - Principal, d - Diffuse y f –
fundamental)
Cada órbita tiene capacidad para un número determinado de electrones
Los electrones se disponen en las distintas órbitas según un orden fijo que corresponde
con el nivel de energía del electrón.
En la configuración electrónica de un átomo se indica el último orbital ocupado y los
electrones que tiene. Se calcula utilizando el llamado diagrama de Moeller
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Niveles energéticos
2 e-
6 e-
10 e-
Nivel Q
s
p
Nivel P
s
p
d
Nivel O
s
p
d
f
Nivel N
s
p
d
f
Nivel M
s
p
d
Nivel L
s
p
Nivel K
s
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Apuntes de Área
14 e-
El modelo atómico actual: durante el siglo XX se produjeron notables avances en la
investigación científica:
Naturaleza corpúsculo ondulatoria de la luz. La Luz tiene naturaleza doble, en
ocasiones se comporta como si fuera una onda y en ocasiones se comporta como si fuera
una partícula.
Principio de incertidumbre de Heisemberg: no es posible conocer simultáneamente y
con toda precisión la posición y la velocidad de un electrón.
Ecuación de onda de Schorödinger: los orbitales son volúmenes del espacio en el que
existe una determinada probabilidad de encontrar a un electrón en un momento dado.
Actualmente el átomo se concibe con un núcleo en el que se encuentran las partículas
más pesadas. A su alrededor existen unas zonas del espacio, que pueden tener forma
esférica, lobular, etc… en las que se encontrarían moviéndose los electrones con cierta
libertad.
Tema 6 – La estructura atómica