ÁTOMOS Y ÁTOMOS Y MOLÉCULASMOLÉCULAS

¿Cómo está formada la materia en su ¿Cómo está formada la materia en su interior?interior?

Desde los tiempos de la antigua grecia ,los Desde los tiempos de la antigua grecia ,los pensadores venían haciéndose esta pregunta, pensadores venían haciéndose esta pregunta, acerca de cómo estaba constituida la materia en acerca de cómo estaba constituida la materia en su interior.su interior.

DemócritoDemócrito (S.Va.c.) introduce el término de (S.Va.c.) introduce el término de átomo como la parte mas pequeña de la materia.átomo como la parte mas pequeña de la materia.

ÁTOMOÁTOMO

sinsin división división

Evolución en el estudio de la Evolución en el estudio de la materia.materia.

TEORÍA ATÓMICA DE DALTON:TEORÍA ATÓMICA DE DALTON:Trataba de explicar las leyes de la época sobre la Trataba de explicar las leyes de la época sobre la

composición de las sustancias (leyes ponderales).composición de las sustancias (leyes ponderales).La materia está constituida por unidades de La materia está constituida por unidades de

pequeño tamaño denominadas átomos.pequeño tamaño denominadas átomos.Todos los átomos de un elemento son iguales en Todos los átomos de un elemento son iguales en

masa y propiedades.masa y propiedades.Los átomos de diferentes elementos son Los átomos de diferentes elementos son

diferentes en masa y propiedades.diferentes en masa y propiedades.

TEORÍA ATÓMICA DE TEORÍA ATÓMICA DE DALTON(1766-1844).DALTON(1766-1844).

Los átomos se unen entre si formando Los átomos se unen entre si formando compuestos. compuestos.

Los átomos de cada clase suele estar en una Los átomos de cada clase suele estar en una relación numérica constante.relación numérica constante.

Los “átomos compuestos” tienen la misma masa Los “átomos compuestos” tienen la misma masa e identicas propiedades.e identicas propiedades.

CRITICA A LA TEORIA DE CRITICA A LA TEORIA DE DALTON!!!!DALTON!!!!

ÁTOMOS INDIVISIBLES ?ÁTOMOS INDIVISIBLES ?

ÁTOMOS DE UN MISMO ELEMENTO ÁTOMOS DE UN MISMO ELEMENTO IDENTICOS EN MASA Y PROPIEDADESIDENTICOS EN MASA Y PROPIEDADES

??

ÁTOMOS-COMPUESTOS ?ÁTOMOS-COMPUESTOS ?

AVANCES EN EL ESTUDIO DE AVANCES EN EL ESTUDIO DE LA MATERIALA MATERIA

En la última década del siglo XIX y comienzos En la última década del siglo XIX y comienzos del XX se precipitaron una serie de del XX se precipitaron una serie de descubrimientos que dejaron en evidencia la descubrimientos que dejaron en evidencia la teoría de la indivisibilidad atómica.teoría de la indivisibilidad atómica.

Estos descubrimientos dieron lugar a los Estos descubrimientos dieron lugar a los diferentes modelos atómicos.diferentes modelos atómicos.

MODELO DE THOMSON (1897).MODELO DE THOMSON (1897). Se basó en su experiencia ,con el tubo de descarga.Se basó en su experiencia ,con el tubo de descarga. En el interior existe un gas sometido a una diferencia En el interior existe un gas sometido a una diferencia

de potencial.de potencial. Desde polo negativo (cátodo) se emite una radiación Desde polo negativo (cátodo) se emite una radiación

hacia el polo positivo (ánodo).hacia el polo positivo (ánodo). La radiación es emitida por el gas.La radiación es emitida por el gas.

MODELO DE THOMSON.cont.MODELO DE THOMSON.cont.

Si la radiación viaja en sentido del cátodo(-) al ánodo(+),su Si la radiación viaja en sentido del cátodo(-) al ánodo(+),su naturaleza será NEGATIVA.naturaleza será NEGATIVA.

Además estará formada por partículas discretas al terminar Además estará formada por partículas discretas al terminar impactando en forma de chasquidos en la placa del final del tubo.impactando en forma de chasquidos en la placa del final del tubo.

Se había descubierto una partícula constitutiva de la materia :EL Se había descubierto una partícula constitutiva de la materia :EL ELECTRÓN.ELECTRÓN.

MODELO DE THOMSONMODELO DE THOMSON En base a su experiencia desarrolla su En base a su experiencia desarrolla su

modelo del átomo de la siguiente modelo del átomo de la siguiente forma:forma:

El átomo posee partículas negativas El átomo posee partículas negativas llamada electrones.llamada electrones.

Intuía ,dada la neutralidad de la Intuía ,dada la neutralidad de la materia, la existencia de carga positiva materia, la existencia de carga positiva en el átomo.en el átomo.

Por tanto,anuncia que el átomo es Por tanto,anuncia que el átomo es “UNA ESFERA MACIZA CARGADA “UNA ESFERA MACIZA CARGADA POSITIVAMENTE Y EN SU POSITIVAMENTE Y EN SU INTERIOR SE DISTRIBUYEN LOS INTERIOR SE DISTRIBUYEN LOS ELECRTONES”ELECRTONES”

Simil: sandía (Pepitas=electrones. Simil: sandía (Pepitas=electrones. Fruto:átomo cargado positivamente)Fruto:átomo cargado positivamente)

DESCUBRIMIENTO PROTÓNDESCUBRIMIENTO PROTÓN

En 1886, el físico alemán Eugen Goldstein, En 1886, el físico alemán Eugen Goldstein, empleando un tubo catódico con un cátodo empleando un tubo catódico con un cátodo perforado, descubrió una nueva radiación, que perforado, descubrió una nueva radiación, que fluía por los orificios del cátodo en dirección fluía por los orificios del cátodo en dirección opuesta a la de los rayos catódicos. opuesta a la de los rayos catódicos.

Se le denominó "rayos canales".Se le denominó "rayos canales". Puesto que los rayos canales se mueven en Puesto que los rayos canales se mueven en

dirección opuesta a los rayos catódicos de carga dirección opuesta a los rayos catódicos de carga negativa , ésta era de naturaleza positiva.negativa , ésta era de naturaleza positiva.

MODELO DE RUTHERFORD.MODELO DE RUTHERFORD.REVOLUCION EN LA REVOLUCION EN LA

CONCEPCIÓN ATÓMICA DE LA CONCEPCIÓN ATÓMICA DE LA MATERIA.MATERIA.

La experiencia de Ernest Rutherford , y La experiencia de Ernest Rutherford , y posteriormente la presentación de su modelo posteriormente la presentación de su modelo ,invalida en gran parte el modelo anterior y ,invalida en gran parte el modelo anterior y supone una revolución en el conocimiento supone una revolución en el conocimiento intimo de la materia.intimo de la materia.

Modelo de RUTHERFORD.Modelo de RUTHERFORD. Rutherford bombardeó una fina Rutherford bombardeó una fina

lámina de oro con partículas alfa lámina de oro con partículas alfa (núcleos de Helio, provinientes (núcleos de Helio, provinientes de la desintegración del Polonio)de la desintegración del Polonio)

Observó que la mayor parte de Observó que la mayor parte de las partículas que atravesaban la las partículas que atravesaban la lámina seguían una línea recta o lámina seguían una línea recta o se desviaban un ángulo muy se desviaban un ángulo muy pequeño de la dirección inicial. pequeño de la dirección inicial.

Solamente, muy pocas partículas Solamente, muy pocas partículas se desviaban grandes ángulos, lo se desviaban grandes ángulos, lo que contradecía el modelo que contradecía el modelo atómico propuesto por atómico propuesto por Thomson. Thomson.

Rutherford supuso que dichas Rutherford supuso que dichas desviaciones provenían de una desviaciones provenían de una única interacción entre la única interacción entre la partícula proyectil y el átomo.partícula proyectil y el átomo.

MODELO DE RUTHERFORDMODELO DE RUTHERFORD

RutherfordRutherford concluyó que el concluyó que el hecho de que la mayoría de hecho de que la mayoría de las partículas atravesaran la las partículas atravesaran la hoja metálica, indica que gran hoja metálica, indica que gran parte del átomo está vacío parte del átomo está vacío

El rebote de las partículas El rebote de las partículas indica un encuentro directo indica un encuentro directo con una zona fuertemente con una zona fuertemente positiva del átomo y a la vez positiva del átomo y a la vez muy densa de la masa. muy densa de la masa.

MODELO DE RUTHERFORD.MODELO DE RUTHERFORD.

Podemos mencionar que el Podemos mencionar que el modelomodelo de de RutherfordRutherford ofrecía las ofrecía las siguientes afirmaciones: siguientes afirmaciones:

El átomo esta constituido por una parte central a la que se le El átomo esta constituido por una parte central a la que se le llama núcleo y la que se encuentra concentrada casi toda la masa llama núcleo y la que se encuentra concentrada casi toda la masa del núcleo y toda la carga positiva.del núcleo y toda la carga positiva.

En la parte externa del átomo se encuentra toda la carga negativa En la parte externa del átomo se encuentra toda la carga negativa y cuya masa es muy pequeña en comparación con el resto del y cuya masa es muy pequeña en comparación con el resto del átomo, esta está formada por los electrones que contenga el átomo, esta está formada por los electrones que contenga el átomo.átomo.

Los electrones giran a gran velocidad en torno al núcleo, en Los electrones giran a gran velocidad en torno al núcleo, en orbitas circulares.orbitas circulares.

El tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el del El tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el del átomo, aproximadamente 10000 veces menor.átomo, aproximadamente 10000 veces menor.

MODELO EN BASE A LA MODELO EN BASE A LA EXPERINECIA.EXPERINECIA.

INVALIDACION DEL MODELO INVALIDACION DEL MODELO DE THOMSON EN BASE A LA DE THOMSON EN BASE A LA

EXPERIENCIA DE EXPERIENCIA DE RUTHERFORD.RUTHERFORD.

MODELO DE BOHR.MODELO DE BOHR.

Niels Bohr(1885-1962) propuso un nuevo Niels Bohr(1885-1962) propuso un nuevo modelo atómico , a partir de los descubrimientos modelo atómico , a partir de los descubrimientos sobre la naturaleza de la luz y la energía.sobre la naturaleza de la luz y la energía.

Los electrones giran en torno al núcleo en Los electrones giran en torno al núcleo en niveles energéticos bien definidos.niveles energéticos bien definidos.

Cada nivel puede contener un número máximo Cada nivel puede contener un número máximo de electrones.de electrones.

Es un modelo precursor del actual.Es un modelo precursor del actual.

Descubrimiento del neutrón.Descubrimiento del neutrón.

Investigando las diferencias entre el número de Investigando las diferencias entre el número de protones y la masa del átomo ,descubrió una nueva protones y la masa del átomo ,descubrió una nueva partícula: EL NEUTRÓN.partícula: EL NEUTRÓN.

Poseen masa similar al protón.Poseen masa similar al protón. Sin carga eléctrica.Sin carga eléctrica. El neutrón permite explicar la estabilidad de los El neutrón permite explicar la estabilidad de los

protones en el núcleo del átomo, manteniéndolos protones en el núcleo del átomo, manteniéndolos “unidos”, y por tanto justificando la no repulsión de “unidos”, y por tanto justificando la no repulsión de estos en dicho núcleo, a pesar de poseer el mismo estos en dicho núcleo, a pesar de poseer el mismo signo de carga (+).signo de carga (+).

Modelo actual.Modelo actual.

CORTEZA electrones.CORTEZA electrones. ÁTOMO protones.ÁTOMO protones.

NÚCLEONÚCLEO neutrones.neutrones.

-Los electrones no describen orbitas definidas ,sino que se distribuyen en -Los electrones no describen orbitas definidas ,sino que se distribuyen en una determinada zona llamada ORBITAL.una determinada zona llamada ORBITAL.

-En esta región la probabilidad de encontrar al electrón es muy alta (95%)-En esta región la probabilidad de encontrar al electrón es muy alta (95%)

-Se distribuyen en diferentes niveles energéticos en las diferentes capas.-Se distribuyen en diferentes niveles energéticos en las diferentes capas.

VÍDEO RESÚMEN VÍDEO RESÚMEN (pinchar en imagen o icono)(pinchar en imagen o icono)

NUMERO ATÓMICONUMERO ATÓMICOYY

NÚMERO MÁSICO.NÚMERO MÁSICO. Número atómico (Z): Número atómico (Z):

Es el número de protones que tienen los núcleos de los Es el número de protones que tienen los núcleos de los átomos de un elemento. átomos de un elemento. Todos los átomos de un elemento tienen el mismo número de Todos los átomos de un elemento tienen el mismo número de protones. protones.

Como la carga del átomo es nula, el número de electrones Como la carga del átomo es nula, el número de electrones será igual al número atómico. será igual al número atómico.

Número másico(A):Número másico(A):Es la suma del número de protones y de neutrones.Es la suma del número de protones y de neutrones.

Numero atómico y másico.Numero atómico y másico.

La forma aceptada La forma aceptada para denotar el numero para denotar el numero atómico y el numero atómico y el numero másico de un elemento másico de un elemento X es:X es:

ISÓTOPOS.ISÓTOPOS.

átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másiconúmero másico. .

Por lo tanto la diferencia entre dos isótopos de un Por lo tanto la diferencia entre dos isótopos de un elemento es el número de neutrones en el núcleo. elemento es el número de neutrones en el núcleo.

Isótopos de carbono:Isótopos de carbono:

Isótopos de hidrógeno:Isótopos de hidrógeno:

La forma más común es el hidrógeno, que es el único La forma más común es el hidrógeno, que es el único átomo que no tiene neutrones en su núcleo. átomo que no tiene neutrones en su núcleo.

IONES.IONES.

Los átomos pueden a su vez perder o ganar Los átomos pueden a su vez perder o ganar electrones para estabilizarse.electrones para estabilizarse.

Cuando un átomo gana electrones, adquiere un Cuando un átomo gana electrones, adquiere un exceso de carga negativa.exceso de carga negativa.

Formando un ión negativo o Formando un ión negativo o aniónanión ,que se ,que se representa como : Xrepresenta como : X--

Cuando un átomo pierde electrones , tiene Cuando un átomo pierde electrones , tiene defecto de carga negativa .O más carga positiva defecto de carga negativa .O más carga positiva que negativa. Formando un ión positivo o que negativa. Formando un ión positivo o catióncatión: : XX++

IONES.IONES.

Ejemplos :Ejemplos :

2626 Fe Fe 26protones 26protones 26 protones 26 protones

26electrones 26Fe+2 24electrones

30neutrones. 30neutrones

átomo de hierro catión hierro +2

DISTRIBUCIÓN DE LOS DISTRIBUCIÓN DE LOS ELECTRONES EN LA CORTEZA.ELECTRONES EN LA CORTEZA. Según modelo fijado en Según modelo fijado en

nuestro trabajo, los nuestro trabajo, los electrones se distribuyen electrones se distribuyen en diferentes niveles, que en diferentes niveles, que llamaremos capas. Con llamaremos capas. Con un número máximo de un número máximo de electrones en cada nivel electrones en cada nivel o capa.o capa.

NivelNivel Numero Numero máximo de máximo de electroneselectrones

11 22

22 88

33 1818

44 3232

55 3232

DISTRIBUCIÓN DE LOS DISTRIBUCIÓN DE LOS ELECTRONES EN LA CORTEZA.ELECTRONES EN LA CORTEZA. Así , en un elemento como el potasio en estado neutro:Así , en un elemento como el potasio en estado neutro:

1919 K K 19 protones; 19 electrones; 20 neutrones19 protones; 19 electrones; 20 neutrones

1ªcapa : 2e1ªcapa : 2e--

2ªcapa : 8e2ªcapa : 8e--

3ªcapa : 9e3ªcapa : 9e--

DISTRIBUCIÓN DISTRIBUCIÓN ELECTRONICA(CONT.)ELECTRONICA(CONT.)

Hemos visto como los Hemos visto como los átomos se distribuyen en átomos se distribuyen en niveles o capas de niveles o capas de energía.energía.

Dentro de cada nivel Dentro de cada nivel ,existen además ,existen además subniveles con subniveles con probabilidad de probabilidad de encontrarnos electrones.encontrarnos electrones.

NivelNivel Max Max de ede e--

subnisubnivelvel

Max Max de ede e--

11 22 ss 22

22 88ss 22

pp 66

33 1818

ss 22

pp 66

dd 1010

NivelNivel Max de eMax de e-- subnivelsubnivel Max de eMax de e--

44 3232

ss 22

pp 66

dd 1010

ff 1414

55 3232

ss 22

pp 66

dd 1010

ff 1414

66 1818

ss 22

pp 66

dd 1010

Ejemplo : SodioEjemplo : Sodio

Por lo tanto, para el SODIO (11 electrones), Por lo tanto, para el SODIO (11 electrones), mi resultado es: 1 smi resultado es: 1 s22 2 s 2 s22 2 p 2 p66 3 s 3 s11

1º nivel: 2 electrones;  1º nivel: 2 electrones;  2º nivel: 8 electrones; 2º nivel: 8 electrones; 3º NIVEL: 1 electrón;3º NIVEL: 1 electrón; En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 1En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 1

EJEMPLO: CloroEJEMPLO: Cloro

CLORO: 17 electronesCLORO: 17 electrones 1 s1 s22 2 s 2 s22 2 p 2 p66 3 s 3 s22  3 p  3 p55

1º nivel: 2 electrones1º nivel: 2 electrones 2º nivel: 8 electrones2º nivel: 8 electrones 3º nivel: 7 electrones3º nivel: 7 electrones En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 7En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 7

EJEMPLO: ManganesoEJEMPLO: Manganeso

MANGANESO: 25 electronesMANGANESO: 25 electrones 1 s1 s22 2 s 2 s22 2 p 2 p6 6 3 s3 s22  3 p  3 p66  4 s  4 s22 3 d 3 d55

1º nivel: 2 electrones1º nivel: 2 electrones 2º nivel: 8 electrones2º nivel: 8 electrones 3º nivel: 13 electrones3º nivel: 13 electrones 4º nivel: 2 electrones4º nivel: 2 electrones En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 13 En la tabla periódica podemos leer: 2 - 8 - 13

- 2- 2

Formación de iones más probables.Formación de iones más probables.

Un ión perderá o ganará electrones , hasta que se Un ión perderá o ganará electrones , hasta que se estabilice.estabilice.

La forma más común de estabilización es la de La forma más común de estabilización es la de formar estructuras electrónicas de gas noble.formar estructuras electrónicas de gas noble.

¿PORQUÉ DE GAS NOBLE?¿PORQUÉ DE GAS NOBLE?Los gases nobles son los elementos que menos Los gases nobles son los elementos que menos tienden a perder o ganar electrones ,no reaccionan tienden a perder o ganar electrones ,no reaccionan apenas, solo bajo condiciones extremas. Por tanto apenas, solo bajo condiciones extremas. Por tanto todos los átomos tienden a adquirir una estructura todos los átomos tienden a adquirir una estructura electrónica similar a la de estos.electrónica similar a la de estos.

Formación de iones más probables.Formación de iones más probables. Porque buscan lograr la estabilidad, como la piedra que cae Porque buscan lograr la estabilidad, como la piedra que cae

rodando por una montaña logra su estabilidad cuando se rodando por una montaña logra su estabilidad cuando se detiene, cada elemento de la tabla periódica logra su detiene, cada elemento de la tabla periódica logra su estabilidad cuando adquiere la estructura electrónica del estabilidad cuando adquiere la estructura electrónica del gas noble(último grupo del S.P.) más cercano. gas noble(último grupo del S.P.) más cercano.

Quedando el último nivel de energía de cada uno de éstos Quedando el último nivel de energía de cada uno de éstos átomos con ocho electrones.átomos con ocho electrones.

Excepto los átomos que se encuentran cerca del Helio, que Excepto los átomos que se encuentran cerca del Helio, que completan su último nivel con sólo dos electrones.completan su último nivel con sólo dos electrones.

Por ésta razón se denomina a ésta REGLA DEL OCTETOPor ésta razón se denomina a ésta REGLA DEL OCTETO

Ejemplos de formación de iones más Ejemplos de formación de iones más probables.probables.

1111NaNa --Podemos observar que el Nº atómico del SODIO Podemos observar que el Nº atómico del SODIO

está más cerca del Nº atómico del Neón.está más cerca del Nº atómico del Neón.

-Si el SODIO pierde un electrón (una carga -Si el SODIO pierde un electrón (una carga negativa) ,adquiere configuración de Neón.negativa) ,adquiere configuración de Neón.

-Entonces deja de ser neutro-Entonces deja de ser neutro . .

1111Na :1sNa :1s222s2s22pp663s3s1 -1 e 1 -1 e NaNa++

Ejemplos de formación de iones más Ejemplos de formación de iones más probables.probables.

1717ClCl

1717Cl=1sCl=1s222s2s222p2p663s3s223p3p55

+1electrón +1electrón 17 17 ClCl- - 1s1s222s2s222p2p663s3s223p3p66

[Ar] [Ar]