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¿Quién propuso la primera teoría atómica? Es probable que sepas qué son los átomos: son las pequeñas

partículas que componen toda la materia. Hoy, sabemos mucho sobre la estructura y el comportamiento de los átomos. Sin embargo, los científicos no siempre supieron lo que actualmente conocen de los átomos. ORIGENDELATEORÍAATÓMICA

Las cosas que sabemos actualmente sobre los átomos, fueron descubiertas por muchos científicos durante un largo período de tiempo. En realidad, la primera persona en hipotetizar que los átomos existen fue Demócrito. Demócrito fue un filósofo griego que vivió en el siglo IV antes de nuestra era. Sugirió que todo en el universo estaba hecho de unidades diminutas e indivisibles. Llamó átomos a estas unidades. La palabra átomo proviene de vocablos griegos: α (a = sin) y τομον (tomon) que significa corte o división, o sea "sin cortar", o algo

que no se puede dividir”

FilósofoqueinicióeldesarrollodelateoríaatómicaFilósofo Contribución

Demócrito El primero en proponer que el universo está formado por unidades diminutas e indivisibles llamadas átomos

Demócrito hizo muchas observaciones sobre cómo cambia la materia. Pensó que los movimientos de los átomos causaban los cambios que observaba. Sin embargo, Demócrito no tenía ninguna evidencia para probar que su hipótesis era correcta. Aunque algunas personas estuvieron de acuerdo con la hipótesis de Demócrito, otros pensaron que otras ideas propuestas en esa época eran las correctas.

A medida que la ciencia de la química se desarrollaba en el siglo XVIII, los científicos comenzaron a centrarse en realizar mediciones cuidadosas en los experimentos. Por lo tanto, los científicos comenzaron a recopilar datos más exactos y precisos sobre la materia. Tal como lo hacen los científicos hoy en día, los científicos en el pasado usaban datos para decidir qué teorías eran las más correctas.

ComparaDespués de estudiar esta sección, escribe uno o dos párrafos donde se compare los modelos del átomo de Dalton, Thomson y Rutherford.

1. Identifica¿De dónde viene la palabra átomo?

2. Explica¿Cuál es la razón de que no todos aceptaron la hipótesis de Demócrito?

Unidad5Átomos

Eldesarrollodelateoríaatómica.Parte1

IDEAS CLAVE

¿Qué científicos ayudaron a desarrollar la Teoría atómica?

¿Qué parte de los átomos descubrió Thomson?

¿Qué parte de los átomos descubrió Rutherford?

Herramientas de lectura

¿COMPRENDISTE?

¿COMPRENDISTE?

1

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3. Describe.Diferencia la teoría de Dalton con lo que propuso Demócrito.

¿Cómo contribuyó Dalton a la teoría Atómica? En 1808, un maestro inglés de matemática y de química,

llamado John Dalton, propuso una teoría atómica diferente. Como Demócrito, Dalton propuso que los átomos no podrían dividirse en partes más pequeñas. Sin embargo, a diferencia de Demócrito, Dalton realizó experimentos científicos para encontrar datos que respaldaran su teoría.

Los experimentos de Dalton mostraron que los átomos de diferentes elementos podrían combinarse de ciertas maneras para formar compuestos. Esto se conoce como la "ley de proporciones definidas.”

La ley de las proporciones definidas establece que un

______________________ compuesto químico siempre contiene la misma proporción de partículas. Por ejemplo, en cualquier muestra de agua, el hidrógeno constituirá el 11% de la masa de la muestra.

Pensamiento Crítico 4. Aplica Conceptos El carbono constituye el 27% de la masa de dióxido de carbono. ¿Cuántos gramos de carbono hay en 88 g de dióxido de carbono? Muestra tu trabajo más debajo de la línea

¡Resultado? =

En otras palabras, en 100 g de agua, habrá 11 g de hidrógeno y 89 g de oxígeno.

5. Explica¿Por qué los científicos tuvieron que desarrollar nuevas teorías atómicas que eran diferentes a la teoría de Dalton?

Para cualquier muestra de agua, el 11% de su masa es hidrógeno y el 89% es oxígeno. Esto sugiere que los átomos de hidrógeno y oxígeno se combinan en proporciones específicas para formar moléculas de agua.

Algunas partes de la teoría atómica de Dalton todavía son aceptadas por los científicos de hoy. De hecho, la explicación de Dalton de cómo se combinan los átomos para formar sustancias se considera la base de la teoría atómica moderna. Sin embargo, a medida que los científicos continuaron llevando a cabo experimentos, hicieron nuevas observaciones que no se ajustaban a la teoría de Dalton. Se realizaron nuevos descubrimientos que explicaron mejor las nuevas observaciones que ayudaron a mejorar la teoría atómica.

¿COMPRENDISTE?

¿COMPRENDISTE?

John Dalton Llevó a cabo experimentos científicos que demostraron que los átomos existen

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¿CómocontribuyóThomsonalaTeoríaatómica?

En 1897, un científico británico llamado J. J. Thomson estaba trabajando con rayos catódicos, rayos misteriosos en tubos de vacío. Sus experimentos ayudaron a los científicos a comprender mejor la estructura de los átomos.

En sus experimentos, Thomson usó un tubo de vacío que contenía dos electrodos. Un electrodo, llamado cátodo, poseía carga negativa. El otro, llamado ánodo, tenía carga positiva. Cuando se envió electricidad a través del tubo, una luz brillante apareció dentro del tubo. Otros científicos habían demostrado que este rayo proviene del cátodo. Sin embargo, no pudieron determinar de qué estaba hecho el rayo.

Cuando Thomson colocó un imán cerca del tubo, el rayo fue desviado o curvado, como se muestra en la figura a continuación. Solo el flujo eléctrico de partículas cargadas puede ser dobladas por un imán. Los rayos de luz no pueden ser desviados. Por lo tanto, el experimento de Thomson sugirió que los rayos catódicos eran en realidad flujo de partículas pequeñas y cargadas que pasan desde el cátodo hacia el ánodo.

6. Identifica¿Cuál electrodo en el tubo de vacío de Thomson estaba cargado positivamente?

Echa un vistaz 7. Explica¿Por qué la desviación del haz por un electroimán sugiere que el rayo catódico contenía partículas cargadas?

Basado en la dirección en que fue curvado el haz, Thomson

determinó que las partículas del haz tenían carga negativa. Sus experimentos también demostraron que, sin importar de qué sustancia estuviese hecho el cátodo, los corpúsculos responsables de los rayos catódicos eran siempre iguales.

En función de sus resultados, Thomson concluyó que las partículas en el haz procedían de átomos. También llegó a la conclusión de que las partículas eran las mismas en átomos de diferentes elementos. Así es como Thomson descubrió los electrones, las partículas cargadas negativamente dentro de un átomo.

¿COMPRENDISTE?

El rayo es recto cuando no hay un electroimán presente.

El cátodo tiene carga negativa. El ánodo tiene

carga positiva.

El aire del tubo fue removido mediante una bomba de vacío.

El haz es desviado por el imán. Las cargas eléctricas se comportan de esta manera. Por lo tanto, la desviación sugiere que el rayo está hecho de partículas que poseen carga eléctrica.

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Pensamiento Crítico 8. Compara¿En qué se

diferenció el modelo atómico de Thomson del modelo de Dalton?

Modelo “budín de pasas” de Thomson.

9. Describe¿Qué predijo Rutherford lo que le pasaría a las partículas con carga positiva cuando golpearan la lámina de oro?

MODELO ATÓMICO DE THOMSON El experimento de Thomson mostró que los átomos contenían

partículas aún más pequeñas. Propuso un nuevo modelo del átomo basado en su descubrimiento. Según el modelo de Thomson, el átomo era una esfera de materia no uniforme cargada positivamente, donde se encontraban insertadas aleatoriamente las partículas negativas, es decir, los electrones. Los electrones "flotaban" en el material con carga positiva.

CientíficosqueayudaronadesarrollarlateoríaatómicaCientífico Contribución

Demócrito El primero en proponer que el universo está formado por unidades diminutas e indivisibles llamadas átomos

John Dalton Llevó a cabo experimentos científicos que demostraron que los átomos existen

J. J. Thomson Probó que los átomos contienen partículas más pequeñas llamadas electrones

¿Cómo contribuyó Rutherford a la teoría Atómica? De acuerdo con la teoría atómica de Thomson, la masa de un átomo se extendía uniformemente en todo su volumen. Ernest Rutherford, un antiguo alumno de Thomson, desarrolló experimentos para probar esta idea.

En un experimento, los estudiantes de Rutherford apuntaron un haz de partículas cargadas positivamente a una lámina muy delgada de oro. Rutherford predijo que la carga positiva en los átomos de oro sería demasiado débil para afectar las partículas con carga positiva. Por lo tanto, las partículas pasarían directamente a través de la lámina o se desviarían ligeramente. Sin embargo, esto no es lo que probó el experimento.

La mayoría de las partículas pasaron directamente a través de la lámina. Algunos fueron desviados ligeramente. Sin embargo, algunas de las partículas rebotaban en ángulos agudos. Estos resultados se muestran en la figura a continuación.

¿COMPRENDISTE?

Algunas partículas fueron levemente desviadas.

Unas pocas partículas rebotaron en ángulos agudos.

Un elemento radioactivo produjo partículas con carga positiva.

Una caja de plomo bloqueó a la mayoría de las partículas. Solo dejó pasar a algunas partículas a través de una rendija hecha en la caja.

La mayoría de las partículas pasaron directamente.

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ELMODELOATÓMICODERUTHERFORDLos resultados del experimento de Rutherford fueron muy

sorprendentes. En su cuaderno, Rutherford escribió: "Fue el suceso más increíble que me había ocurrido en toda mi vida. Era casi tan increíble como si se disparara un proyectil de 15 pulgadas en un trozo de papel de seda y volviera y te golpeara". Otros experimentos posteriores produjeron los mismos resultados. Por lo tanto, los resultados de Rutherford

fueron confirmados. Rutherford concluyó que las partículas ampliamente

desviadas chocaban con partes densas en los átomos de la lámina de oro. Las partículas rebotaban porque tenían la misma carga que las partes densas del átomo. Puesto que muy pocas partículas rebotaban en ángulos agudos, Rutherford concluyó que estas partes densas deben ser muy pequeñas.

Basándose en sus resultados, Rutherford concluyó que la carga positiva de un átomo se concentra en el centro del átomo. Este centro denso del átomo, cargado positivamente, recibe el nombre de núcleo. Los datos de los experimentos mostraron que el núcleo debe ser muy pequeño. Si un átomo fuera del tamaño de un estadio de fútbol, su núcleo no debiese ser más grande que una canica.

Los resultados de Rutherford condujeron a un nuevo modelo del átomo. En el modelo de Rutherford, los electrones con carga negativa orbitan alrededor del núcleo con carga positiva, como se muestra a continuación. Esto es similar a la forma en que los planetas orbitan alrededor del sol.

10. Describe.Deacuerdoconsusexperimentos,¿cuálesfueronlasconclusionesdeRutherfordsobreelcentrodelátomo?

Vía del Electrón

Núcleo

El modelo atómico de Rutherford

En el modelo Atómico de Rutherford, los electrones orbitan alrededor del núcleo. Este dibujo no muestra con precisión los tamaños y las distancias de las partes del átomo.

Echa un vistaz 11. Identifica.En la figura, rotula la parte del átomo que tiene una carga positiva y la parte que tiene una carga negativa.

CientíficosqueayudaronadesarrollarlateoríaatómicaCientífico Contribución

Demócrito El primero en proponer que el universo está formado por unidades diminutas e indivisibles llamadas átomos

John Dalton Llevó a cabo experimentos científicos que demostraron que los átomos existen

J. J. Thomson Probó que los átomos contienen partículas más pequeñas llamadas electrones

Ernest Rutherford

Mostró que la carga positiva de un átomo se concentra en un núcleo situado en su centro

¿COMPRENDISTE?

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Revisión

1. Describe ¿Qué sugirió sobre la estructura de un átomo el experimento de Rutherford donde usó una lámina fina de oro?

2. Define Enuncia la ley de las proporciones definidas en tus propias palabras.

3. Compara ¿Cuál es la similitud de la teoría atómica de Dalton con la idea de Demócrito?

4. Compara ¿En qué se diferencia la teoría atómica de Thomson de la teoría atómica de Rutherford?

5. Describe ¿Qué concluyó Thomson sobre las partículas en los rayos catódicos?

6. Aplica Conceptos El nitrógeno constituye el 82% de la masa del amoníaco. ¿Cuántos gramos de nitrógeno hay en 200 g de amoníaco?

7. Calcula El compuesto amoníaco contiene átomos de nitrógeno e hidrógeno. ¿Cuántos gramos de hidrógeno hay en 150g de amoníaco? (Sugerencia: ¿Qué porcentaje de la masa de amoniaco es hidrógeno?)

Teoría atómica de Dalton: http://recursostic.educacion.es/ciencias/ulloa/web/ulloa2/3eso/secuencia5/oa1/pag1/index.swf (en español) http://www.iesaguilarycano.com/dpto/fyq/Dalton.swf (en español) Experimento de Thompson: http://glencoe.com/sec/science/physics/ppp_09/animation/Chapter%2026/Thomsons%20Experiment%20with%20Electrons.swf Experimento de Rutherford http://glencoe.com/sec/science/physics/ppp_09/animation/Chapter%2028/Rutherfords%20Experiment.swf http://www.mhhe.com/physsci/chemistry/essentialchemistry/flash/ruther14.swf http://recursostic.educacion.es/ciencias/ulloa/web/ulloa2/3eso/secuencia5/oa2/pag1/index.swf (en español) Resumen: https://www.csn.es/images/stories/media/swf/queeselatomo.swf (en español) http://roble.pntic.mec.es/~amud0002/VIDEOS/modelosatomicos.swf (en español) https://portalacademico.cch.unam.mx/materiales/al/cont/exp/quim/quim1/estructuramateria/img/a11u1m01p03e01.swf (en español)

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