Evolución del Evolución del

MODELO ATÓMICOMODELO ATÓMICO

Prof.: Enrique Prof.: Enrique MarcucciMarcucci

Átomos de Demócrito

Demócrito (siglo V a.C.):

Fue el primer científico que postuló la existencia de los átomos.

Las partículas de Demócrito diferían físicamente entre sí: así, por ejemplo, los átomos del agua eran suaves y redondos y podían fluir libremente, y los del fuego, recubiertos de espinas, provocaban dolorosas quemaduras

Modelo atómicode Dalton

John Dalton (1766-1844)

Fue el primer científico moderno, de origen inglés, que introdujo el concepto de átomo.

Postuló que:

La materia está formada por átomos, pequeñas esferas rígidas indivisibles e indestructibles.

Los átomos de una misma sustancia son iguales entre sí.

Los átomos de sustancias diferentes se combinan para formar átomos de otras sustancias diferentes.

Sólo átomos enteros y no fracciones de ellos se combinan entre sí.

Descubrimiento del electrón

Experiencia de Thomson

Trabajó con un tubo de rayos catódicos, que es un tubo de vidrio,

-Cátodo

+Ánodo

Joseph John Thomson (1856-1940): Descubrimiento del electrón

Este científico británico descubrió en 1896 que los rayos catódicos no eran un fluido de masa sino chorros de partículas cargadas negativamente y con masa, a las que llamó electrones.

provisto de dos electrodos, uno positivo o ánodo

y otro negativo o cátodo,

conectados a una fuente de alto voltaje.

En el interior del tubo se encierra un gas a baja presión

+

Tubo de rayoscatódicos

Ánodo

-

Cátodo

Pantallafluorescente

Cuando se cierra el circuito se observa que se produce el paso de la corriente a través del gas al mismo tiempo que se desprenden “rayos” del cátodo que al desplazarse en línea recta hasta el ánodo, permiten que las paredes opuestas al cátodo emitan una luminiscencia

Rayos catódicos

-

+

Cátodo

Ánodo

Si se coloca un objeto en la trayectoria de los rayos, éste proyectará su sombra sobre la pantalla.

Esta sombra indica de modo inequívoco, que estos “rayos” viajan desde el cátodo al ánodo por lo cual deben tener carga negativa

-

+

Cátodo

Ánodo

Cuando los “rayos” chocan con una pequeña rueda con paletas, la hacen girar.

con esto se comprueba que además de carga,

tienen masa

-

+

Cátodo

Ánodo

+

Placas metálicascon carga

-

Esto permite confirmar:

la carga negativa de los “rayos”

Si se coloca en la trayectoria de los rayos un campo eléctrico o magnético. Los rayos se desvían en la dirección esperada para las partículas negativas

++ ++ +

+

-

-- -

--

Modelo atómicode Thomson

Modelo atómicode Thomson

Basándose en todas estas

experiencias, Thomson

propuso su modelo atómico,

según el cual el átomo era

una esfera sólida de materia

cargada positivamente, con

los electrones incrustados en

un número adecuado para

que la carga total fuese nula.

Descubrimiento del núcleo atómico

Si la carga positiva y la masa de los átomos se encuentran distribuidas uniformemente en todo el

volumen atómico, las partículas alfa que tienen carga positiva deberán desviarse ligeramente al

atravesar la lámina metálica. Sin embargo, al realizar la experiencia Rutherford observó lo

siguiente:

A este científico se le ocurrió una idea genial: bombardear átomos con radiaciones para intentar desmenuzarlos y saber así que había en su interior.Utilizó un “cañón” de partículas alfa (α), que tienen carga positiva, para bombardear los átomo de una lámina de oro.

Ernest Rutherford (1871-1937):Descubrimiento del núcleo atómico

b) Algunas partículas eran desviadas y

a)La mayoría de las partículas α atravesaban la lámina sin sufrir

ninguna desviación.

c) Una pequeña fracción de las partículas eran fuertemente repelidas e invertía

su trayectoria con un ángulo de 180 º. Este hecho contradecía el modelo de

Thomson.

a

b

c

Lámina de oro

Pantalla

Cañón de partículas alfa

Estas observaciones llevaron a Rutherford a formular la siguiente hipótesis: la materia no se distribuye de manera uniforme en el interior de los átomos, sino que, por el contrario la mayor parte de la masa y toda la carga positiva se concentra en una zona central, muy pequeña, llamada núcleo

Con esta suposición, los resultados de la experiencia se pueden explicar así:

a

b

c

+

-

-

Los átomos estarían formados en su mayor parte por espacios vacíos, por los que pasarían las partículas que no se desvían

La desviación de las partículas se debe a que éstas pasarían cerca de una concentración de carga también positiva Cuando alguna partícula rebota, significa que choca frontalmente con un blanco muy pequeño con fuerte carga positiva

Esquema que representaun átomo de lalámina de oro

+ +--

Modelo atómicode Rutherford

Con estas evidencias, Rutherford propuso el modelo nuclear del átomo, por el cual todos los átomos están formados por un núcleo con carga positiva y los electrones giraban en órbitas alrededor de él, a igual que lo hacen los planetas alrededor del sol.

Descubrimiento del protón

-Cátodo perforado

Hacia fines del siglo XIX, Eugen Golstein (1850-1930) observó que además de los rayos catódicos, existen unos rayos que son emitidos por el ánodo y que se propagan en sentido contrario al de los rayos catódicos. Los llamó rayos canales o rayos anódicos

+Ánodo

Rayos Canaleso Anódicos

Estos hallazgos, permitieron a Rutherford afirmar que todos los núcleos atómicos contenían partículas

positivas, a las que llamó protones

Lo que el modelo de Rutherford no podía explicar

-

Considerando el átomo de hidrógeno: el electrón gira alrededor del protón, mantenido por la atracción eléctrica.

Según la física clásica:

El electrón sería una partícula acelerada que emite energía radiante en forma permanente.

Al perder energía, el electrón caería hacia el núcleo, estrellándose finalmente en él.

Ninguna de estas cosas ocurría y el modelo de Rutherford fue desechado, ¿Por

qué?:

Por un lado, en 1990, el físico alemán Max Planck había descubierto que cualquier partícula (electrón, átomo, molécula) que oscila, emite energía en forma de radiación electromagnética, en cantidades discreta llamada cuanto. Por lo tanto, la energía emitida por el electrón no podía ser continua.

Por otra parte, si todos los electrones hubieran terminado estrellados en el núcleo, todos los átomos del Universo se hubieran desintegrado hace mucho tiempo.

Descubrimiento de órbitas definidas

Nails Bohr (1885-1962): Descubrimiento de órbitas definidas circulares con energía determinada

En el modelo propuesto por Bohr, los electrones giran alrededor del núcleo en un número limitado de órbitas estables. Es decir el electrón no puede moverse a cualquier distancia del núcleo, sino a distancias determinadas. Además cuando el electrón se encuentra en una órbita estable, no emite energía. Los electrones solo pueden ganar o perder energía cuando “saltan” de una órbita a otra.

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Modelo atómicode Bohr

Absorbe energíaLibera energía

Nivel energético superior

“Estado Excitado”

“Estado Fundamental”

++

++++

-

-

-

-

Descubrimiento del neutrón

James Chadwick (1891-1974): Descubrimiento del neutrón

Este físico británico descubrió la existencia del neutrón en 1932, cuando comprobó que los núcleos de berilio podían emitir partículas sin carga eléctrica, cuya masa era igual, aproximadamente a la del protónChadwick ubica, dentro del núcleo atómico, los neutrones junto a los protones.

Modelo atómicode Chadwick

-

-

-

-++

++Núcleo atómicoConstituido por

Protones y neutrones

Modelo atómico actual:

Se inspira en el modelo de Bohr pero agrega varios elementos de la física cuántica.

La energía de los electrones sólo tienen determinado valor, denominado cuanto de energía. El cuanto se puede definir como la mínima cantidad de energía que se propaga en forma de radiación electromagnética.

Los electrones no giran en órbitas circulares definidas, sino que se mueven en zonas o nubes que rodean al núcleo llamadas orbitales. Allí la probabilidad de encontrar un electrón con cierta energía es muy alta

-

-

-

Núcleo atómicoConstituido por

Protones y neutrones Modelo atómicoactual

Los electrones giran en zonas de mayor

probabilidad“Orbitales”

++++

-

Resumen

Átomos de Demócritosiglo V a. C

Átomos de Thomson

Átomos de Rutherford1871-1937

Átomos de Dalton1766-1844

Átomos de Chadwick1891-1974

Modelo atómico actual

Átomos de Bohr1885-1962

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-++

++++++

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-

-

+ +--

++ ++ +

+

-

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-++

++ -

FIN

Bibliografía:

Ciencias Naturales EGB 8 Ed. Santillana.

Química I Polimodal Ed. Santillana