República Bolivariana de Venezuela

Unidad Educativa Colegio Valle Alto Carrizal. Estado Bolivariano de Miranda Cátedra: Química General 3er año Docente: Aurelia Serrano

Clase a distancia N°7

GUION DE DIAPOSTIVAS

MODELO ATÓMICO.

DIAPOSITVA N°1

Buenos días tercer año, reciban un cordial saludo y un fuerte

abrazo. Espero que todos se encuentren muy bien tanto en la parte de

salud como espiritualmente, recordándoles, como siempre, cumplir con

las normas que han sido orientadas para evitar el contagio y la

propagación del Covid-19. Pare el día de hoy estaremos trabajando con

el tema de Modelos atómicos, el átomo y su estructura, así como

haremos un recorrido por los distintos modelos que a través de la

historia han explicado la estructura del átomo. Es un tema bastante

abstracto por lo que les resultará muy teórico, pero les garantizo que es

muy interesante, espero sinceramente que sea de su agrado y cualquier

inquietud que pueda surgir de la misma, les agradezco me la hagan

llegar a través del grupo de dudas.

DIAPOSITIVA N° 2

| Antes de iniciar el tema es importante tener presente que vamos

a entender por modelo. Un modelo científico es una representación

abstracta, conceptual, gráfica o visual, física de fenómenos, sistemas o

procesos que hacen los científicos con el fin de explicar y/o simular esos

fenómenos o procesos. Se trata de una construcción provisional que con

el avance de la ciencia y la tecnología puede ser modificado, mejorado

o erradicado en su totalidad. A medida que avanza el estudio de un

determinado modelo, estos pasan a ser principios postulados, luego

pasan a ser teorías y cuando la replica de la investigación por parte de

muchos investigadores a nivel mundial dan el mismo resultado, se

convierten en Leyes, tal es el caso de las leyes de Mendel.

En cuanto a las características de los modelos, tenemos:

Estos e fundamentan en su utilidad para hacer predicciones

Cambian con el tiempo y nunca ha habido un modelo científico

absolutamente completo

No son exclusivos de las ciencias

Es una representación de la realidad, no la realidad

DIAPOSITIVA N° 3

¿Qué es un átomo?

Un átomo es la unidad de partículas más pequeñas que puede

existir como sustancia simple (elemento químico), y que puede

intervenir en una combinación química. Su término en griego significa

“no divisible”, propuesto por Demócrito y Leucipo, quienes suponían

que la materia estaba formada por partículas indivisibles e

indestructibles.

El átomo es el componente fundamental de toda la materia, o sea,

todo lo que existe en el universo físico conocido está hecho de átomos.

Todo el universo, todas las estrellas, galaxias, planetas y demás cuerpos

celestes también están hechos de átomos.

Los átomos se agrupan formando moléculas y éstas constituyen

todos los materiales que conocemos con las características físicas y

químicas que observamos.

El mismo está formado por partículas subatómicas, conocidas

como protones, electrones y neutrones de las cuales hablamos la clase

pasada y estaremos detallando más ampliamente a continuación.

DIAPOSITIVA N° 4

El átomo está conformado por una parte central llamada núcleo en

donde se localizan los protones y neutrones y una parte externa llamada

corona en donde se localizan los electrones

Los electrones se identifican con la letra e- , presentan carga

eléctrica negativa fueron descubiertos por Thomson en 1897 y se

localizan en la parte externa del núcleo en una zona llamada

corona. Los electrones y los protones se encuentran en el

elemento en la misma cantidad, de tal forma de que el mismo sea

eléctricamente neutro

Los protones se identifican con la letra p+, presentan cargas

eléctricas positiva y fueron descubierta por Rutherford en 1919 y

los mismos determinan el número atómico de elemento, como

indique se localizan en el núcleo del átomo y conjuntamente con

los protones constituyen la masa atómica del elemento.

Los neutrones se representan con la letra n°, no presentan carga

eléctrica aparente, fueron descubiertos en el año 1932 por

Chadwich y se localizan en el núcleo del átomo

El orden de las masas es

Masa neutrones (1.1674 x 10 -24) es mayor que la de los protones (1.672

x 10-24) y esta es mayor que la de los electrones (9.1 x 10-28)

DIAPOSITIVA N° 5

Deben recordar cuando estudiamos a la tabla periódica que esta

estaba conformada por 7 filas (horizontales) a las cuales denominamos

períodos. Estos períodos representan el número de niveles en los cuales

ubican los electrones en torno al núcleo (esto en función de alguno de

los modelos que estudiaremos a continuación). Estos niveles se

identifican con las letras K L M N O P Q y cada uno tiene una capacidad

máxima de electrones, la cual indicare a continuación

K L M N O P Q

2 8 18 32 32 18 8

DIAPOSITIVA N° 6

Como ejemplo de lo que he explicado hasta el momento tengo al

Sodio cuyo número atómico es 11 y masa atómica 23. Dado que el

número atómico viene dado por el número de protones, podemos decir

que el sodio tiene 11 protones y 11 electrones, los electrones se

encuentran en la misma cantidad que los protones para que el átomo

sea eléctricamente neutro. El número de neutrones se determina

restando la masa menos el número atómicos, entonces 23 -11 da 12, el

número de neutrones del sodio es 12.

Para hacer la distribución electrónica de los 11electrones, ubicamos 2 en

la capa K, 8 en la capa L y 1 en la capa N, es decir la distribución

electrónica del sodio es

K= 2, L=8 y M= 1

Así como existen los niveles electrónicos están los subniveles y

estos vienen dando por lo que conocemos como regla de la lluvia, esto

no lo voy ha explica ya que corresponde al contenido de química de

cuarto año, y no quiero atiborrarlos de tanta información al respecto

DIAPOSITIVA N° 7

EJEMPLO (Ver presentación)

DIAPOSITIVA N° 8

Ahora bien, un elemento químico puede ceder u ganar electrones,

y esto es lo que conocemos como iones de un elemento. Los iones

pueden ser átomos individuales o grupo de átomos que poseen

carga eléctrica neta mayor a cero debido a la pérdida o ganancia

de electrones, Los iones se clasifican en cationes o aniones

Los cationes es un átomo que ha perdido electrones y por lo tanto

se ha cargado positivamente, mientras que un anión es un átomo que

ha ganado electrones por lo tanto su carga eléctrica es negativa

Ver ejemplo en la diapositiva

DIAPOSITIVA N° 9

Esta transferencia de electrones no solo permite la formación de

compuestos a través de enlaces químicos, sino que además han

evidencias que demuestras que la materia tiene naturaleza eléctrica, tal

es el caso de la electrización por contacto, por frotamiento o por

inducción

La electrización por contacto es un fenómeno que se origina

cuando un cuerpo saturado de electrones cede algunos a otro

cuerpo cuando entra en contacto. Un ejemplo de esto lo tenemos

cuando acercamos nuestro antebrazo a la pantalla de un televisor

y notamos como se erizan los vellos y sentimos esa electricidad.

La electrización por frotamiento: Esta ocurre cuando frotamos

un determinado cuerpo y luego lo acercamos a otro observamos

que el primero atrae al segundo. Es muy común para explicar este

fenómeno el experimento en donde frotamos un peine bien sea

con el mismo cabello o con un trapo y luego lo acercamos a

pedacitos de papel y observamos que estos son atraídos por el

peine.

La electrización por inducción: este tipo de electrización

ocurre o se presenta cuando un cuerpo previamente electrizado

se acerca a otro ya electrizado también, si ambos cuerpos están

cargados con cargas iguales, es decir, positivo y positivo o

negativo y negativo, los mismos se repelerán y si están cargados

con cargas contrarias se atraerán. La ley de las cargas establece,

que cargas diferentes se atraen ( + con negativo) y cargas iguales

se repelen (+ con + p – con -) . existe un dispositivo conocido

como electroscopio con el cual se puede determinar la naturaleza

de la carga que posee un cuerpo

DIAPOSITIVA N° 10

Así como la materia posee naturaleza eléctrica también la posee

discontinua, para explicar esto tomemos como base algunos ejemplos:

cuando su mamá utiliza azúcar en polvo para endulzar un jugo o hacer

una torta, observaos que la misma se disuelve, esto nos lleva a la

conclusión de que la materia no está conformada por un solo bloque,

sino qué está formado por pequeñas partículas que ya sabemos se

llaman átomos y que estos está en movimiento. Estos movimientos se

conocen modelo corpuscular. Otras evidencias de este fenómeno son

a.- Difusión de un gas: cuando hay un escape de gas en la cocina,

enseguida percibimos el olor ¡por qué olemos el gas? , lo percibimos

porque la partículas del gas se difunden o extienden por el aire y entran

a nuestras fosas nasales, llegando a la pituitaria que es la sede del

sentido del olfato

b.- Difusión de un sólido en un líquido

Si dejamos caer un cristal de permanganato de potasio en un vaso con

agua, observamos que el cristal comienza a colorear el agua de morado,

trascurrido un cierto tiempo toda el agua se torna coloreada, es decir,

el color se ha difundido por todo el líquido saliendo del cristal y entrando

en el seno del líquido. Si la materia no fuese discontinua no podrían

desprenderse las partículas del cristal de permanganato. Si el agua

estuviera formada por un bloque (lo que serpia naturaleza continúa)

permitiría que las partículas del permanganato se introdujeran en ella

coloreándola

c) Movimiento browniano. Las partículas de los gases y de los sólidos

se difunden porque están en constante movimiento. Si observamos al

microscopio una gota de tinta china, veremos unos punticos negros”

moviéndose de un lado a otro en forma zigzag. Este movimiento fue

descubierto por Robert Browmn por lo que lleva su nombre en el año

1827

D) Osmosis: La ósmosis u osmosis es un fenómeno fisicoquímico que

hace referencia al paso de disolvente, pero no de soluto, entre dos

disoluciones de distinta concentración separadas por una membrana

semipermeable. La ósmosis es un fenómeno biológico de importancia

para la fisiología celular de los seres vivos.

DIAPOSITIVA N° 11

El estudio del átomo y su estructura data de la antigüedad, ha sido

motivo de estudio de filósofos y científicos, a continuación, haremos un

breve recorrido por los principales modelos atómicos que han sido

propuestos a través de la historia. Desde el propuesto por John Dalton

en 1808 hasta uno de los más actuales propuestos en 1926 por

Schrodinger.

DIAPOSITIVA N° 12

En la presente línea de tiempo vemos que ya desde el 1ño 440 A.

C Demócrito emplea por primera vez la palabra átomo, seguimos con

Dalton quien en 1770 nos plantea que el átomo es una esfera indivisible

e indestructible. Pasamos a 1897 con el científico Thomson quien

plantea que el +átomo es una estructura positiva en donde se localizan

también los electrones, Rutherford en 1903 propone una estructura

central llamada núcleo y una parte externa llamada corona en donde se

localizan los electrones, este modelo es complementado por Bohr en

913, quien señala que los electrones se encuentran ubicados en capas

bien definidas y tenemos para el año 1926 a Schrödinger quien

establece una ecuación matemática para explicar cuál es la ubicación

más probable en donde se encuentra un electrón.

DIAPOSITIVA N° 13

El atomismo griego nos plantea en relación a la existencia de los

átomos los siguientes postulados:

1- Todos los materiales están formados por átomos sólidos.

2.- Entre los átomos existen espacios vacíos.

3.- Los átomos son indivisibles.

4.- Los átomos son eternos.

5.- Los átomos de diferentes elementos son diferentes en forma,

tamaño y distribución geométrica.

DIAPOSITIVA N° 14 Modelo Atómico de Dalton

Estudiando las leyes de los gases, el meteorólogo inglés John

Dalton (1766-1844) propuso la primera teoría atómica. Según él, el

átomo era la parte más pequeña de la materia, la que ya no podía seguir

dividiéndose.

La forma de representar el átomo era como una esfera sólida,

parecida a una bola de billar. De hecho, Dalton y los que apoyaron su

teoría, tallaron bolas en madera de diferentes tamaños, simulando

átomos de diferentes elementos. Para la época, se desconocía por

completo la existencia del electrón y del protón, por lo que el modelo de

Dalton persistió por casi un siglo.

DIAPOSITIVA N° 15 Modelo de Thomson

En 1897, el físico inglés Joseph John Thomson (1865-1940),

trabajando con tubos al vacío, fue capaz de mostrar la deflexión de los

rayos catódicos en un campo eléctrico. Para aquella época, se aceptó

que los rayos catódicos eran corrientes de partículas cargadas

negativamente.

A Thomson se le atribuye el descubrimiento del electrón

Las ideas de Thomson se resumen a continuación:

Los protones y electrones son partículas con cargas iguales pero

de signo opuesto.

En un átomo neutro la carga es cero, ya que la cantidad de

electrones negativos es igual a la cantidad de protones positivos.

Un átomo tiene la forma de una esfera con un radio de 0,00000001

cm, donde protones y electrones están distribuidos al azar.

La masa de los electrones no se toma en cuenta debido a su

insignificancia, por lo que la masa del átomo es igual a la masa de

los protones.

Fue así como Thomson sugirió que el átomo era una esfera sólida

de material cargado positivamente con electrones negativos

clavados, como uvas pasas en una torta o pudín.

Sin embargo, la idea de un átomo sólido cargado positivamente

no se mantuvo. Tampoco este modelo presenta neutrones.

DIAPOSITIVA N° 16 Modelo de Rutherford

Aprovechándose del descubrimiento de la radiactividad en 1896,

Rutherford y sus estudiantes, Hans Geiger y Ernest Marsden, usaron

partículas radiactivas alfa de gran velocidad y energía, bombardearon

elementos químicos y calcularon el ángulo de desviación (dispersión) de

las partículas.

Si el átomo era como el modelo propuesto por Thomson, las

partículas alfa atravesarían el elemento y la desviación sería mínima. En

cambio, observaron que algunas partículas rebotaban. Esto sólo podría

explicarse si el átomo tuviera un núcleo muy pequeño y condensado.

De estos resultados, Rutherford extrajo los siguientes postulados:

Existe una pequeña región densa cargada positivamente, llamada

núcleo.

La masa del átomo es aproximadamente igual a la masa de los

protones y electrones.

Los protones dentro del núcleo están concentrados en el centro

del átomo, y los electrones distribuidos al azar alrededor de estos.

Rutherford propuso entonces que el átomo era como el sistema

solar donde el núcleo era el Sol y los electrones eran los planetas

que orbitaban a su alrededor.

El modelo planetario del átomo tenía problemas: si los electrones

orbitaban libremente alrededor del núcleo, perderían energía y

colapsarían en algún momento dentro del núcleo

DIAPOSITIVA N° 17 Modelo de Bohr

Bohr se valió de las ideas de Max Planck y Albert Einstein y postuló

que los electrones podían tener una cierta cantidad de energía. Arregló

los electrones en órbitas circulares con una cantidad específica de

energía. También explicó que, si un electrón salta de un orbital de alta

energía a uno de menor, esto produciría un fotón, con lo cual quedaba

resuelto también el fenómeno de los espectros de absorción de los

elementos.

Los postulados de Niels Bohr se resumen de la siguiente forma:

Los electrones en un átomo se mueven de forma estable a una

cierta distancia del núcleo con una energía definida. Esto es lo que

se llama el estado estacionario.

Los electrones en cada estado estacionario siguen una ruta u

órbita circular. Cada órbita recibe el nombre de "nivel energético"

o "capa".

Cuando el electrón está en el estado estacionario, no produce luz

(fotón). Sin embargo, cuando baja de nivel energético, emite un

fotón.

Los niveles estacionarios, o capas, se denominan con las letras K,

L, M, N, y así sucesivamente.

Los postulados de Bohr llevaron a representar el átomo como las

capas o anillos de una cebolla. Sin embargo, el modelo de Bohr no

sirvió para explicar átomos con más de un electrón.

DIAPOSITIVA N° 18 Modelo Mecánico cuántico

El modelo mecánico cuántico del átomo es el modelo aceptado en

la actualidad. Los tres físicos que contribuyeron al conocimiento del

átomo moderno fueron Werner Heisenberg (1901-1976), Louis de

Broglie (1892-1987) y Erwin Schrödinger (1887-1961).

En este caso, el electrón se comporta como una onda estacionaria

y ya no se habla de órbitas sino de nubes electrónicas. Las nubes

electrónicas son espacios alrededor del núcleo donde probablemente se

pueda encontrar el electrón.

DIAPOSITIVA N° 19 Interacciones eléctricas

Muchos de ustedes se estarán preguntando en relación a la ley de

las cargas y a la estructura hasta ahora vista del átomo, cómo es posible

que en un espacio tan pequeño como lo es el núcleo puedan existir

varias partículas (protones ) con la misma carga eléctrica y no sean

repelidas entre sí y la otra pregunta que puede estarles surgiendo cómo

es posible que teniendo el núcleo carga eléctrica positiva este no atraiga

a los electrones que se encuentran girando a su alrededor. Estas

interrogantes tienen su explicación física. La primera interrogante la

podemos responder a través de lo que se conoce como interacciones

fuertes, es decir, las que s establecen entre los nucleones, por supuesto

esta no puede ser una interacción de tipo eléctrica ya que no cumpliría

con lo establecido en la Ley de las cargas. Ese tipo de fuerza se da

solamente entre partículas vecinas, es decir, protones con protones,

protones con neutrones y neutrones con neutrones y neutrones. Para

evitar la repulsión, se necesita que los neutrones actúen como

“separadores” de los protones. Cuando la cantidad de protones no es

suficiente como para separar a los protones entre sí, el núcleo comienza

a reintegrarse emitiendo partículas, tal es el caso de lo que ocurre con

los elementos radiactivos

El otro tipo de interacción es decir la que se establece entre los

protones y los electrones, se conoce como interacciones eléctricas. Que

ocurre. Los electrones que se encuentran alrededor del núcleo son

fuertemente atraídos por él, recuerden que la carga neta del núcleo es

positiva, a medida que aumenta la cantidad de protones la atracción es

mucho mayor. Los electrones al girar a gran velocidad crean una fuerza

centrífuga que tiende alejarlos del núcleo, la velocidad del electrón

dependerá de la cantidad de energía que posea, si el electrón absorbe

energía aumenta su velocidad y si la libera disminuye su velocidad.

DIAPOSITIVA N° 20

Damos por culminada la clase del día de hoy, espero que la misma

se haya entendido, en caso de presentársele cualquier duda o inquietud

saben que pueden contactarme, que con mucho gusto las estaré

aclarando. Ya estudiando y comprendido la estructura del átomo

pasamos a nuestro último tema que es el de los enlaces químicos el cual

se relaciona íntimamente con todo lo visto el día de hoy.

La actividad evaluativa se encuentra colgada en el blog del colegio,

así como el guion de diapositivas y la presentación del tema