Atomo, modelos de atomo, estructura del atomo y atomo y molecula

1Lcda. Mariuxi Adanaque Gómez

En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra “átomo” se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeño que podía concebirse.

Átomo significa en griego “no divisible”.

En el siglo V antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito postuló, sin evidencia científica, que el Universo estaba compuesto por partículas muy pequeñas e indivisibles, que llamó "átomos".A esta especulación se le llamó Atomismo, la cual hablaba de la existencia de átomos indestructibles e indivisibles.

Con los avances científicos y la aparición de la ciencia experimental se ha demostrado que la estructura atómica integra a partículas más pequeñas.

EL ÁTOMO

Lcda. Mariuxi Adanaque Gómez 2


Modelo de Dalton

Modelo de Thomson

Modelo de Rutherford

Modelo de Bohr

Modelo cuántico

MODELOS ATÓMICOS


El Modelo de DALTON (1808):

John Dalton (1766-1844) fue un químico y físico británico que creó una importante teoría atómica de la materia basada en las leyes de la combinación química. Considerado el padre de la teoría atómica – molecular. Para Dalton los átomos eran esferas rígidas. Su teoría se puede resumir así:• Los elementos químicos están formados por partículas muy pequeñas

e indivisibles llamadas átomos. • Todos los átomos de un elemento químico dado son idénticos en su

masa y demás propiedades. • Los átomos de diferentes elementos químicos son distintos, en

particular sus masas son diferentes. • Los átomos son indestructibles y retienen su identidad en los cambios

químicos. • 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).


El Modelo de THOMSON (1898):

Sir Joseph John Thomson (1856 -1940), fue un físico británico que descubrió la existencia del ELECTRÓN, partícula subatómica cargada negativamente. Según el modelo de Thomson, conocido como "modelo del pastel de pasas", 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 (patilla). 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.

Para explicar la formación de iones, positivos y negativos, y la presencia de los electrones dentro de la estructura atómica, Thomson ideó un átomo parecido a un pastel de frutas: una nube positiva que contenía las pequeñas partículas negativas (los electrones) suspendidos en ella


El Modelo de Rutherford (1911):

Sir Ernst Rutherford (1871 - 1937), famoso hombre de ciencia inglés que obtuvo el premio Nobel de Química en 1919, fue un físico neozelandés que identificó en 1898 dos tipos de las radiaciones emitidas por el Uranio, a las que llamó alfa y beta.

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.En el modelo de Rutherford, los electrones se movían alrededor del núcleo como los planetas alrededor del Sol. La carga eléctrica del núcleo y de los electrones se neutralizan entre sí, provocando que el átomo sea eléctricamente neutro. Los electrones no caían en el núcleo, ya que la fuerza de atracción electrostática era contrarrestada por la tendencia del electrón a continuar moviéndose en línea recta. Este modelo fue satisfactorio hasta que se observó que estaba en contradicción con una información ya conocida en aquel momento: de acuerdo con las leyes del electromagnetismo, un electrón o todo objeto eléctricamente cargado que es acelerado o cuya dirección lineal es modificada, emite o absorbe radiación electromagnética.


El Modelo de Bohr (1913):

Después de los descubrimientos de Rutherford, los científicos pensaron en el átomo como un sistema solar microscópico, con los electrones girando en órbita alrededor del núcleo, Bohr al principio supuso que los electrones se movían en órbitas circulares, pero la física clásica decía que una partícula con carga eléctrica debía perder energía, lo que llevaría en un momento hacer al electrón caer hacia el núcleo, entonces Bohr dijo que las leyes conocidas de la física eran inadecuadas para describir algunos procesos de los átomos. El físico Danés Niels Bohr, premio Nobel de Física en 1922, introdujo en 1913 los tres postulados siguientes:

Primer Postulado: El producto del impulso o cantidad de movimiento (mv) del electrón por la longitud de la órbita que describe es un múltiplo del cuanto de energía (primer postulado).Segundo Postulado: Mientras un electrón gira en una orbita fija no emite energía radiante.Tercer Postulado: Un electrón puede saltar desde una orbita de energía a otra inferior de menor energía. En este salto el átomo emite una cantidad de energía radiante igual a la diferencia de energía de los estados inicial y final.

Aunque la teoría de Bohr fue de gran utilidad, tenía fallas, para empezar años después el electrón se identificó con un comportamiento de onda y en este modelo eso no se tomó en cuenta, además el modelo solo funcionaba para el hidrógeno, dejando fuera las relaciones electrón - electrón en átomos de muchos electrones.


Modelo Cuántico:El físico E. Schrödinger estableció el modelo mecano-cuántico del átomo, ya que el modelo de Bohr suponía que los electrones se encontraban en órbitas concretas a distancias definidas del núcleo; mientras que, el nuevo modelo establece que los electrones se encuentran alrededor del núcleo ocupando posiciones más o menos probables, pero su posición no se puede predecir con exactitud.Con estas dos partículas, se intentó construir todos los átomos conocidos, pero no pudo ser así porque faltaban unas de las partículas elementales del núcleo que fue descubierto por J. Chadwick en 1932 y que se llamó neutrón. Esta partícula era de carga nula y su masa es ligerísimamente superior a la del protón (1,6748210-27kg.). Sin negar el considerable avance que supuso la teoría atómica de Bohr, ésta solo podía aplicarse a átomos muy sencillos, y aunque dedujo el valor de algunas constantes, que prácticamente coincidían con los valores experimentales sencillos, el modelo no fue capaz de explicar los numerosos saltos electrónicos, responsables de las líneas que aparecen en los espectros de los átomos que poseen más de un electrón. Al modelo de Bohr se le fueron introduciendo mejoras, pero la idea de un átomo compuesto por orbitas alrededor de un núcleo central puede considerarse demasiado sencilla, no fue posible interpretar satisfactoriamente el espectro de otros átomos con más de un electrón (átomos poli electrónicos) ni mucho menos la capacidad de los átomos para formar enlaces químicos.

http://modelosatomicosblog.files.wordpress.com/2013/05/sin-tc3adtulo.jpg

http://modelosatomicosblog.files.wordpress.com/2013/05/sin-tc3adtulo.jpg


Estructura básica del átomo


El átomo es la mínima unidad de materia que puede existir representando las características de un elemento.

Se representa por medio de Símbolos: Es la letra o letras que se emplean para representarlos.

EJEMPLO: Al (aluminio), Na (sodio), P (fósforo), C (carbono), He (helio), etc.

ÁTOMO Y MOLÉCULA

Una molécula es un conjunto de átomos, iguales o diferentes, que se encuentran unidos mediante enlaces químicos

. El caso que los átomos sean idénticos se da por ejemplo en el oxígeno (O2) que cuenta con dos átomos de este elemento; o pueden ser diferentes, como ocurre con la molécula del agua, la cual tiene dos átomos de hidrógeno y uno solo de oxígeno (H2O).

También se puede definir como la mínima unidad que puede existir representando las características de compuestos y son representados en fórmulas que son la estructura fundamental de un compuesto.

EJEMPLO: P2O5 (Pentóxido de di fósforo o Anhídrido fosfórico), BaCl2 (Cloruro de Bario), FeS (sulfuro de hierro II o Sulfuro ferroso), etc.


Protones (carga

+)Fue

descubierto por Ernest Rutherford a principios

del siglo XX.

Se encuentra en el núcleo. Tiene carga

eléctrica positiva.

Neutrones

Constituyen los núcleos de los átomos junto a los protones .

Fueron descubiertos en 1930 por dos físicos alemanes,

Walter Bothe y Herbert Becker.

No tiene carga eléctrica ya que

son neutros (igual cantidad de protones y

electrones) por lo que tiene su carga

0

Electrones

(carga -)Se están moviendo

constantemente alrededor del

núcleo siguiendo unas

órbitas

Fue descubierto por Joseph

Thomson en 1897. Es una

partícula subatómica. Tiene carga

eléctrica negativa.


Se define al ion como un átomo o una molécula cargados eléctricamente, debido a que ha ganado o perdido electrones de su dotación normal, lo que se conoce como ionización.

Los iones cargados negativamente, producidos por la ganancia de electrones, se conocen como aniones y los cargados positivamente, consecuencia de una pérdida de electrones, se conocen como cationes.

Un catión es un ion (sea átomo o molécula) con carga eléctrica positiva, esto es, con defecto de electrones. Los cationes se describen con un estado de oxidación positivo.

Un anión es un ion (sea átomo o molécula) con carga eléctrica negativa, esto es, con exceso de electrones. Los aniones se describen con un estado de oxidación negativo.

ION: CATION Y ANION


Mayor cantidad de protones en relación a los

electrones

ION + ÁTOMO ION –

NEUTRO Igual cantidad de protones y

electrones

Mayor cantidad de electrones

en relación a los protones


La masa atómica o número másico

La masa atómica es la cantidad de materia que tiene un átomo y generalmente se obtiene de sumar Z + N = AZ= el número de protonesN= el número de neutronesA= masa atómica

NÚMERO ATÓMICO Y MASA ATÓMICA DE LOS ELEMENTOS

El número atómico:

El número atómico es el número entero positivo que equivale al número total de protones en un núcleo del átomo. Se suele representar con la letra Z. Es característico de cada elemento químico y representa una propiedad fundamental del átomo. Este hecho permitió clasificar a los elementos en la tabla periódica en orden creciente de número atómico.


Determinar la cantidad de protones y electrones• Busca en la tabla el elemento cuyo número de protones, neutrones y electrones

estás tratando de averiguar.• Localiza el número atómico del elemento en la tabla periódica. Lo encontrarás

mirando en la esquina superior izquierda de la casilla donde está el elemento. El número atómico te informa del número de protones que tiene un determinado elemento.

• Calcula el número de electrones usando una vez más el número atómico. Un átomo contiene el mismo número de protones que de electrones. Por lo tanto, el número atómico de un elemento te indicará también cuántos electrones tiene.

Determinar la cantidad de neutrones• Localiza el número atómico del elemento cuya cantidad de neutrones deseas

determinar.• Redondea la cifra que está en la parte de arriba de la casilla del elemento

(peso atómico) al número entero más próximo. Por ejemplo, un peso atómico de 36,43 se debe redondear a 36, mientras que uno de 75,78 se redondearía a 76.

• Anota el resultado del redondeo.• Recuerda el número de protones o electrones que calculaste con anterioridad.

(Recuerda: siempre va a ser el mismo número).• Resta el número de protones (o de electrones) al número obtenido en el paso 3,

el del redondeo del peso atómico. Esto te dará la cantidad correcta de neutrones del elemento objeto de tu estudio. Por ejemplo, si el número de protones era de 34 y el peso atómico fue redondeado a 76, tendrás 76 - 34 = 42, que será el número de neutrones del elemento.


MOLÉCULA:

Es un conjunto de átomos unidos unos con otros por enlaces fuertes. Es la expresión mínima de un compuesto o sustancia química, es decir, es una sustancia química constituida por la unión de varios átomos que mantienen las propiedades químicas específicas de la sustancia que forman. Una macromolécula puede estar constituida por miles o hasta millones de átomos, típicamente enlazados en largas cadenas.Cada molécula tiene un tamaño definido y puede contener los átomos del mismo elemento o los átomos de diversos elementos.Una sustancia que está compuesta por moléculas que tienen dos o más elementos químicos, se llama compuesto químico.


Práctica: Átomos y moléculas

MATERIAL Porcelana fría Pinturas óleo azul, rojo y negro Pajitas verdes y blancas PROCEDIMIENTO Se trata de construir átomos con la porcelana fría siguiendo este cuadro de colores OXÍGENO: rojo NITRÓGENO: azul CARBONO: negro HIDRÓGENO: blanco

Los tamaños los haremos siguiendo esta relación: oxígeno > nitrógeno > hidrógeno > carbono. Una vez construidos los átomos pasaremos a formar las siguientes moléculas: OXÍGENO: formada por dos átomos de oxigeno AGUA: formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno DIÓXIDO DE CARBONO: formada por un átomo de carbono y dos de oxígeno AMONIACO: formada por un átomo de nitrógeno y tres de hidrógeno METANO: formada por carbono y cuatro átomos de hidrógeno (¿Sabrías poner la fórmula química de cada una de estas moléculas?)

Utiliza las pajitas para representar los enlaces. Estos enlaces son muy fuertes y se llaman enlaces covalentes. Los representamos en color verde. Dibuja las moléculas que hayas representado, realice sus observaciones y conclusiones


CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

La configuración electrónica de un átomo es una designación de la distribución de los electrones entre los diferentes orbitales, en las capas principales y las subcapas. La notación de la configuración electrónica utiliza los símbolos de subcapa (s, p, d y f) y cada uno con un superíndice que indica el número de electrones en ese subnivel.

Por ejemplo para el Li el cual tiene 3 electrones sería, 1s2 2s1; el número que se encuentra al lado de la subcapa es n, la letra representa el subnivel y el superíndice el número de electrones en ese subnivel.


Tipos de configuración electrónica

Para graficar la configuración electrónica existen cuatro modalidades, con mayor o menor complejidad de comprensión, que son:Configuración estándar: Se representa la configuración electrónica que se obtiene usando el cuadro de las diagonales. Es importante recordar que los orbitales se van llenando en el orden en que aparecen, siguiendo esas diagonales, empezando siempre por el 1s.Aplicando el mencionado cuadro de las diagonales la configuración electrónica estándar, para cualquier átomo, es la siguiente:

1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f14 5d10 6p6 7s2 5f14 6d10 7p6

Configuración condensada: Los niveles que aparecen llenos en la configuración estándar se pueden representar con un gas noble (elemento del grupo VIII), donde el número atómico del gas coincida con el número de electrones que llenaron el último nivel. Los gases nobles son He, Ne, Ar, Kr, Xe y Rn.Configuración desarrollada: Consiste en representar todos los electrones de un átomo empleando flechas para simbolizar el spin de cada uno. El llenado se realiza respetando el principio de exclusión de Pauli y la Regla de máxima multiplicidad de Hund. Configuración semidesarrollada: Esta representación es una combinación entre la configuración condensada y la configuración desarrollada. En ella sólo se representan los electrones del último nivel de energía.

Atomo, modelos de atomo, estructura del atomo y atomo y molecula

Education

Transcript of Atomo, modelos de atomo, estructura del atomo y atomo y molecula