QUIMICA BIOINORGANICA

HISTORIA DEL MODELO ATÓMICO

400 A.C.  Demócrito formula la primera teoría atómica: “La materia se compone de partículas indivisibles llamadas átomos”.

1803  Dalton propone la segunda teoría: “La materia se divide en 2 grandes grupos, los elementos y los compuestos.

Elementos: están constituidos por unidades fundamentales llamadas átomos.

Compuestos: se constituirían de la unión de átomos en proporciones definidas y constantes.

Siglo XIX  Se descubre que los átomos no son completamente indivisibles, pues se componen de varios tipos de partículas elementales.

1897  Thomson descubre la primera partícula subatómica, el electrón.

1940  Nagaoka propone que los electrones giran en órbitas alrededor de un cuerpo central cargado positivamente.

1900 aprox.  Rutherford describe el núcleo indicando que en su interior existían partículas con cargas positivas.

Cátodo: Placa metálica cargada negativamente, que atrae átomos cargados positivamente.

Ánodo: Placa metálica cargada positivamente, que atrae átomos cargados negativamente.

Radioactividad: Es la capacidad que tienen algunos cuerpos de liberar energía espontánea.

Ley de las proporciones definidas: Cuando se combinan dos o más elementos para dar un determinado compuesto, siempre lo hacen en una relación de masas constante

Ley de las proporciones múltiples: Con iguales elementos químicos se pueden formar distintos compuestos, dependiendo de las cantidades y proporciones.

Teoría Atómica de Dalton (1803):

Esta basada en 4 postulados:

1.- Cada elemento químico se compone de partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.

2.- Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos es decir tienen igual masa, tamaño y propiedades químicas.

3.- Los átomos de un elemento no se transforman en átomos diferentes durante las reacciones químicas.

4.- Cuando se combinan átomos iguales se obtiene una molécula y cuando se combinan 2 o más átomos diferentes se obtiene un compuesto. Un compuesto dado siempre tiene el mismo número de la misma clase de átomos.

HISTORIA DE LOS MODELOS ATÓMICOS:

Alessandro Volta: descubre la pila eléctrica con un paño impregnado en ácido sulfúrico y una lámina de zinc, lo cual produce un flujo eléctrico.

Faraday: define a este flujo eléctrico como corriente eléctrica.

Stoney: indica que la corriente eléctrica es un flujo de partículas con carga eléctrica.

Thomson: descubre que estas partículas con carga eléctrica son los electrones y plantea el primer modelo atómico. En este primer modelo atómico señala que el átomo esta formado por una masa compacta en la cual están impregnados los electrones. Modelo Pudín de pasas.

 Crook: tubo de rayos catódicos

-Son tubos parcialmente evacuados a los cuales se les extrae casi todo el aire por bombeo.

-Al aplicarle voltaje se produce una radiación dentro del tubo, la cual recibe el nombre de rayos catódicos, los cuales se originan en el polo negativo (cátodo).

-Aunque los rayos son invisibles, el movimiento de sus partículas puede detectarse al chocar con ciertos metales produciéndose una luz fluorescente.

-Este rayo se produce por la ionización del aire al aplicarle voltaje.

Características de los Rayos catódicos:

-Se dirigen de un cátodo a un ánodo.

-Viajan en línea recta.

-Se visualizan en presencia de gases.

-Se desvían frente a campos magnéticos.

 Goldstein: descubre otra partícula mediante la utilización de un tubo de rayos catódicos modificado a los cuales denominó rayos canales.

Características de los Rayos Canales:

-Viajan en línea recta desde un ánodo a un cátodo.

-Se desvían frente a un campo magnético pero con un ángulo mucho menor debido a que tienen mayor masa.

Masa de las partículas Subatómicas:

Electrón: 9,1 x 10-31 Protón: 1,6 x 10-27 Neutrón: aproximadamente igual al protón.

Radioactividad:

-Becquerel (1886): experimentando con un mineral de uranio llamado Pechblenda, descubre que emite radiaciones espontáneas de alta energía a la cual denomina radioactividad.

-Marie Curie, Pierre Curie y Rutherford: trabajan en radioactividad y descubren 2 nuevos elementos radioactivos: polonio y radio y se ganan 3 veces el premio Nobel.

Rutherford revela que las radiaciones están formadas por 3 tipos de partículas llamadas alfa, beta y gama, las cuales difieren en su comportamiento frente a campos magnéticos.

Características de los rayos alfa, beta y gama:

-Rayos Alfa: están formados por partículas que tienen masa y carga eléctrica la cual se concentra en un núcleo positivo, el cual posee la capacidad de atraer electrones (2) formando una estructura parecida al átomo de helio.

-Rayos Beta: están formados por partículas con una pequeña masa y carga eléctrica negativa, son tan pequeños que pueden alcanzar velocidades cercanas a la velocidad de la luz.

-Rayos Gama: no están formados por partículas sino por ondas electromagnéticas similares a los rayos X. Estos rayos no poseen carga eléctrica y por lo tanto no son desviados por campos magnéticos.

Gracias al descubrimiento de la radioactividad hoy se puede concluir que la materia esta formada por partículas y por ondas.

2.- Modelo Atómico

Es propuesto por Perrin, el cual menciona que un átomo esta formado por una masa compacta con carga negativa en la cual se encuentran incrustados los protones.

3.- Modelo Atómico: Rutherford

Conclusiones de Rutherford:

1.- Las partículas Alfa que poseen carga positiva al pasar cerca del núcleo o chocar contra el, experimentan una fuerte repulsión.

2.- La mayor parte de la masa del átomo y toda su carga positiva reside en una región muy pequeña y extremadamente densa a la que denominó núcleo.

3.- La mayor parte del volumen total de un átomo es espacio vacío y los electrones se mueven alrededor del núcleo.

“El átomo no posee carga eléctrica (neutro), pues posee igual número de protones y electrones. Los protones se alojan en el núcleo y los electrones giran alrededor de este.

Basado en el modelo de Rutherford, Chadwick (1932), describe que existe una tercera partícula llamada neutrón que no posee carga eléctrica y se encuentra junto a los protones en el núcleo.

Isótopos:

Todos los átomos de un mismo elemento tienen el mismo número de protones lo que se conoce como número atómico y se simboliza con la letra Z.

Como todos los átomos son neutros poseen la misma cantidad de protones y electrones.

Los átomos e un mismo elemento que difieren en número de neutrones se denominan isótopos.

En todo átomo la masa reside en el núcleo y se determina por la suma de los protones y los neutrones lo que se conoce como masa atómica y se simboliza con la letra A.

La Luz

Isaac Newton Maxwell

Corpuscular Ondulatoria

Isaac Newton:

Plantea que la luz tiene carácter corpuscular, es decir la luz estaría compuesta por diminutos paquetes de electrones a los cuales llamó fotones. Esta teoría se demuestra mediante el fenómeno fotoeléctrico que plantea cuando los fotones con energía chocan con una superficie metálica desprenden electrones (efecto fotoeléctrico).

Maxwell:

Plantea que la luz no tendría carácter corpuscular sino que estaría formado por ondas electromagnéticas, las cuales se moverían a una velocidad de 3 x 10 8 m/s (velocidad de la luz).

La luz tendría características ondulatorias similares a las olas. Toda onda es atraída o repelida por campos magnéticos y eléctricos.

Así como las ondas, la luz presenta una longitud de onda, una frecuencia y una amplitud.

La longitud de onda es la distancia entre crestas o valles sucesivos. Se mide en cm.

Frecuencia: número de oscilaciones por unidad de tiempo, se representa con la letra f y se mide en Hz.

Amplitud: es la intensidad de la radiación y es la distancia vertical entre la línea media de la onda y su cresta o valle. Se representa con la letra A.

El ser humano solo es capaz de ver ciertas frecuencias y ciertas longitudes de ondas, lo que corresponde al espectro de luz visible.

El espectro de luz visible es una gama de colores que van desde el rojo al violeta. Si se compara el color rojo con el azul, el rojo posee mayor longitud de onda pero menor frecuencia.

El instrumento para medir el espectro de luz visible se llama espectroscopio.

Los distintos colores que están representados en la luz visible pueden indicar su frecuencia o longitud

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