Estructura Atomica

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO

“SANTIAGO MARIÑO”

EXTENSIÓN MATURÍN

Introducción

El hombre se enfrenta a la necesidad de conocer cada dia mejor el mundo en que vive. La naturaleza se compone de infinidad de materiales que estimulan constantemente nuestros sentidos esta idea data de más de dos mil años, cuando los filósofos griegos enseñaban que la metería estaba formada por, partículas indestructibles que llamaron átomos (invisibles), los cuales se encontraban en movimiento incesante. Los materiales que se conocen, según esto serian una agrupación de ellos. En torno a esta creencia de la constitución discreta de la materia se produjeron multitud de especulaciones filosóficas, y correspondió al químico ingles John Dalton en el año de 1805, dan a la hipótesis atómica el carácter de teoría científica, esto contribuyo a que fuera ceptada por los científicos de la época.

La clasificación periódica de los elementos es el resultado del intento de clasificar los elementos en relación con sus pesos atómicos. Sabemos que el número atómico de un elemento es una propiedad mas importante que su peso atómico es, por tanto, las clasificaciones las clasificaciones modernas (basadas en los números atómicos), son mas exactas y mas útiles que las que se basaron en los pesos atómicos. Hasta la fecha nadie ha proporcionada una tabla periódica perfecta.

Estructura atómica

1. Origen de la teoría atómica:

Hace siglos el hombre considero al átomo como una particula componente de la materia. No podía verlo ni separarlo, pero su presencia fue admitida para explicar los diferentes fenómenos que se conocían.

A partir del siglos XIX (1805), John Dalton da un carácter diferente a las ideas asumidas por los filósofos griegos. Concibió al átomo con una masa propia a cada elemento, combinable con otras masas bajo las leyes de proporciones definidas y múltiples. Esto proporcionaba una explicación para la presencia de los innumerables materiales que nos rodean.

Sin embargo, siempre considero al átomo como una masa compacta e indivisible, no explicaba la finida de un elemento por otro, ni la presencia de las numerosas partículas que conocemos (protón, neutrón, etc).

La idea de una materia atómica compleja surge con el descubrimiento de la electricidad. Desde hace siglos se conoce la electrificación obtenida al frotar una varilla de alambre (plástico natural), cuya consecuencia es la atracción de otros materiales, como por ejemplo, trozos de papel.

Aunque la teoría atómica tal como la formulo su autor constituyo una de las aportaciones científicas más valiosas a la química. Hoy en dia se sabe mucho mas de la estructura de los átomos gracias al trabajo de investigación que vienen desarrollando los científicos en este campo.

Al átomo, cuya simplicidad e individualidad se tenia como un principio indiscutible desde la época de Dalton, no se le podía continuar considerando indivisible por haberse descubierto otros fenómenos que demostraban lo contrario.

Con las enmiendas que se han hecho a la teoría atómica de Dalton, los químicos y físicos lograron sistematizar sus opiniones dándonos una explicación acerca de la constitución de la materia. El fruto de sus investigaciones se resume en la llamada teoría atómica moderna.

2. Explique los modelos atómicos que condujeron al establecimiento de la estructura del átomo. (científico, descripción del experimento o modelo y aporte).

La teoría atómica de Dalton.

John Dalton (1766-1844). Químico y físico británico. Creó una importante teoría atómica de la materia. En 1803 formuló la ley que lleva su nombre y que resume las leyes cuantitativas de la química (ley de la conservación de la masa, realizada por Lavoisier; ley de las proporciones definidas, realizada por Louis Proust; ley de las proporciones múltiples, realizada por él mismo). Su teoría se puede resumir en:

1.- Los elementos químicos están formados por partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas átomos.

2.- Todos los átomos de un elemento químico dado son idénticos en su masa y demás propiedades.

3.- Los átomos de diferentes elementos químicos son distintos, en particular sus masasson diferentes.

4.- Los átomos son indestructibles y retienen su identidad en los cambios químicos.

5.- Los compuestos se forman cuando átomos de diferentes elementos se combinan entre sí, en una relación de números enteros sencilla, formando entidades definidas (hoy llamadas moléculas).

Representación de distintos átomos según Dalton:

¡ Oxígeno

¤ Hidrógeno

Å Azufre Para Dalton los átomos eran esferas macizas.

ã Cobre

l Carbono

Representación de un cambio químico, según Dalton:

¡ + ¤ ð ¡ ¤

Esto quería decir que un átomo de oxígeno más un átomo de hidrógeno daba un átomo o molécula de agua.

La formación de agua a partir de oxígeno e hidrógeno supone la combinación de átomos de estos elementos para formar "moléculas" de agua. Dalton, equivocadamente, supuso que la molécula de agua contenía un átomo de oxígeno y otro de hidrógeno.

Dalton, además de esta teoría creó la ley de las proporciones múltiples. Cuando los elementos se combinan en más de una proporción, y aunque los resultados de estas combinaciones son compuestos diferentes, existe una relación entre esas proporciones.

Cuando dos elementos se combinan para formar más de un compuesto, las cantidades de uno de ellos que se combina con una cantidad fija del otro están relacionadas entre sí por números enteros sencillos.

A mediados del siglo XIX, unos años después de que Dalton enunciara se teoría, se desencadenó una serie de acontecimientos que fueron introduciendo modificaciones al modelo atómico inicial.

El modelo atómico de Thomsom.

Thomson, sir Joseph john (1856-1940). Físico británico. Según el modelo de Thomson el átomo consistía en una esfera uniforme de materia cargada positivamente en la que se hallaban incrustados los electrones de un modo parecido a como lo están las semillas en una sandía. Este sencillo modelo explicaba el hecho de que la materia fuese eléctricamente neutra, pues en los átomos de Thomson la carga positiva era neutralizada por la negativa. Además los electrones podrían ser arrancados de la esfera si la energía en juego era suficientemente importante como sucedía en los tubos de descarga.

J. J. Thomson demostró en 1897 que estos rayos se desviaban también en un campo eléctrico y eran atraídos por el polo positivo, lo que probaba que eran cargas eléctricas negativas. Calculó también la relación entre la carga y la masa de estas partículas.

Para este cálculo realizó un experimento: 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.

El segundo paso consistía en eliminar el campo magnético y medir la desviación sufrida por el haz debido al campo eléctrico. Resulta que los rayos catódicos tienen una relación carga a masa más de 1.000 veces superior a la de cualquier ion.

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.

El modelo atómico de Rutherford.

Sir Ernest Rutherford (1871-1937), famoso hombre de ciencia inglés que obtuvo el premio Nobel de química en 1919, realizó en 1911 una experiencia que supuso en paso adelante muy importante en el conocimiento del átomo.

La experiencia de Rutherford consistió en bombardear con partículas alfa una finísima lámina de oro. Las partículas alfa atravesaban la lámina de oro y eran recogidas sobre una pantalla de sulfuro de cinc.

La importancia del experimento estuvo en que mientras la mayoría de partículas atravesaban la lámina sin desviarse o siendo desviadas solamente en pequeños ángulos, unas cuantas partículas eran dispersadas a ángulos grandes hasta 180º.

El hecho de que sólo unas pocas radiaciones sufriesen desviaciones hizo suponer que las cargas positivas que las desviaban estaban concentradas dentro de los átomos ocupando un espacio muy pequeño en comparación a todo el tamaño atómico; esta parte del átomo con electricidad positiva fue llamado núcleo.

Rutherford poseía información sobre el tamaño, masa y carga del núcleo, pero no tenía información alguna acerca de la distribución o posición de los electrones.

En el modelo de Rutherford, los electrones se movían alrededor del núcleo como los planetas alrededor del sol. Los electrones no caían en el núcleo, ya que la fuerza de atracción electrostática

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