Antes que nada para hablar de modelos atomicos necesitamos hablar de atomo, pero ¿ que es un atomo?, bueno un atomo es la unidad más pequeña de un elemento qumico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos quimicos.
Ahora que sabemos un poco sobre los atomos podemos hablar sobre los modelos atomicos, el primer modelo atomico que se dio a conocer fue el modelo del cientifico John Dalton, el cual representaba al atomo con una esfera.Este primer modelo atómico postulaba:
- La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
- Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes.
- Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas.
- Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
- Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
- Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.
El modelo que siguio al de Dalton fue el de Thomson.
Thomson suponía que los electrones se distribuía de una forma uniforme alrededor del átomo, conocido este modelo como Pastel de pasas, es la teoría de estructura atómica, Thomson descubre el electrón antes que se descubriera el protón y el neutrón.
el átomo se compone por electrones de carga negativa en el átomo positivo.
Pensaba que los electrones, distribuidos uniformemente alrededor del átomo, en distintas ocasiones, en vez de una sopa de las cargas positivas, se postulaba con una nube de carga positiva.
Sus postulados eran:
a) Que la materia es eléctricamente neutra, esto permitiría pensar que aparte de electrones, es posible que halla partículas con cargas positivas.
b). Es posible extraer electrones de los átomos, pero no del mismo modo las cargas positivas.
Primer experimento de Thomson.
Thomson investigó si podrían ser separadas las cargas negativas de los rayos catódicos y utiliza un medio el del magnetismo.
Para este experimento construyo un tubo de rayos catódicos el cual al final del tubo termina en dos cilindros con ranuras, las ranuras fueron conectadas a su vez a un electrómetro.
Con este método Thomson descubre que cuando los rayos son desviados magnéticamente de tal forma que no puedan entrar en las hendiduras, el electrómetro marca al registrar poca carga.
Esto llevo a Thomson a la conclusión que la carga negativa es inseparable de los rayos.
Segundo Experimento de Thomson
Para este segundo experimento, JJ Thomson construye un tubo de rayos catódicos, logrando un vacío casi perfecto, en uno de sus extremos lo recubre con pintura fosforescente.
La intención del este experimento era investigar si estos rayos podían ser desviados con un campo eléctrico, se conocía que en anteriores experimentos no se habían observado este fenómeno (esto es muy característico de las partículas con carga).
Con la creación de este tubo en el que en uno de sus extremos estaba recubierto con pintura fosforescente, Thomson descubre que muchos rayos si se podían doblar con la influencia de un campo magnetizado.
Tercer experimento
Para el tercer experimento, Thomson fundamento la relación que hay entre la masa de los rayos catódicos y la carga, para esto mide la cantidad que se desvía por un campo magnético y cuanta cantidad de carga de energía contenida.
La relación masa/carga que encuentra es de un millar de veces superior a la que contiene el ión de Hidrógeno, esto indica que bien las partículas deben ser más livianas o con mucha más carga.
Aquí Thomson toma una posición audaz: Thomson, a los rayos catódicos que estaban cargados por partículas les llamó “corpúsculos” dichos corpúsculos se originaban dentro de los atomos de los electrodos, a lo que esto significaba, que los átomos deben ser divisibles, imagina “un mar” totalmente repleto de cargas positivas en estos corpúsculos en el átomo, es por esto que se le llama y conoce con el nombre de budín de pasas al modelo de Thomson.
El premio novel de física lo obtiene en 1906, gracias al trabajo que realizo sobre la conducción de la electricidad a través de los gases.
La forma de su explicación de que el átomo esta formado por un núcleo unido y compacto y que en su exterior la denomina como corteza, deja mucha puertas abiertas tanto para Ernest Rutherford o Niels Bohr, quienes continúan con esta investigación dando luz y planteando otras teorías para los atomos y las partes diferenciadas
El que le sucedio fuel el modelo de Rutherford, todo átomo estaba formado por núcleo y corteza, habiendo un espacio vacío entre ellos. También afirmaba que en el nucleo se encontraban reunidas todas las cargas positivas y casi toda la masa y que a su alrededor giran los electrones, describiendo órbitas circulares o elipticas.
Según Rutherford, las órbitas de los electrones no estaban muy bien definidas y forman una estructura compleja alrededor del núcleo, dándole un tamaño y forma indefinida. También calculó que el radio de átomo, según su modelo, era diez veces mayor que el núcleo mismo, lo que hace que haya un gran espacio vacio en el átomo.
La falla del modelo de Rutherford radica en el planteamiento de que toda partícula eléctrica, separada de su posición de equilibrio, vibra con una frecuencia determinada, originando la emisión de una onda electromagnética. Esta vibración disminuye cuando pierde energía, hasta quedar en reposo, por lo que la fuerza centrífuga se anula, ocasionando un choque entre el electrón y el núcleo.
el ralizo un experimento para justificar su modelo , el cual era el siguiente:
consistió en "bombardear" con un haz de particulas alfa una fina lámina de oro y observar cómo las láminas de diferentes metales afectaban a la trayectoria de dichos rayos.
Las partículas alfa se obtenían de la desintegración de una sustancia radiactiva, el polonio. Para obtener un fino haz se colocó el polonio en una caja de plomo, el plomo detiene todas las partículas, menos las que salen por un pequeño orificio practicado en la caja. Perpendicular a la trayectoria del haz se interponía la lámina de metal. Y, para la detección de trayectoria de las partículas, se empleó una pantalla con sulfuro de zinc que produce pequeños destellos cada vez que una partícula alfa choca con él.
Según el modelo de Thomson, las partículas alfa atravesarían la lámina metálica sin desviarse demasiado de su trayectoria:
- La carga positiva y los electrones del átomo se encontraban dispersos de forma homogénea en todo el volumen del átomo. Como las partículas alfa poseen una gran masa (8.000 veces mayor que la del electrón) y gran velocidad (unos 20.000 km/s), la fuerzas eléctricas serían muy débiles e insuficientes para conseguir desviar las partículas alfa.
- Además, para atravesar la lámina del metal, estas partículas se encontrarían con muchos átomos, que irían compensando las desviaciones hacia diferentes direcciones.
Pero se observó que un pequeño porcentaje de partículas se desviaban hacia la fuente de polonio, aproximadamente una de cada 8.000 partícula al utilizar una finísima lámina de oro con unos 200 átomos de espesor. En palabras de Rutherford ese resultado era "tan sorprendente como si le disparases balas de cañón a una hoja de papel y rebotasen hacia ti".
Rutherford concluyó que el hecho de que la mayoría de las partículas atravesaran la hoja metálica, indica que gran parte del átomo está vacío, que la desviación de las partículas alfa indica que el deflector y las partículas poseen carga positiva, pues la desviación siempre es dispersa. Y el rebote de las partículas alfa indica un encuentro directo con una zona fuertemente positiva del átomo y a la vez muy densa.
Rutherford propuso los siguientes postulados:
1. El átomo esta constituido por una zona central, a la que se le llama núcleo, en la que se encuentra concentrada toda la carga positiva y casi toda la masa del núcleo.
2. Hay otra zona exterior del átomo, la corteza, en la que se encuentra toda la carga negativa y cuya masa es muy pequeña en comparación con la del átomo. La corteza esta formada por los electrones que tenga el átomo.
3. Los electrones se están moviendo a gran velocidad en torno al núcleo.
4. El tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el del átomo (unas 100.000 veces menor).
5. El número de electrones negativos es igual al numero de protones positivos; luego, el átomo resulta neutro
El modelo que le sigio fue el del fisico danes Niels Bohr, espués de haber visitado el laboratorio de Rutherford en Manchester, y teniendo en cuenta los conocimientos que tenía acerca de los espectros atómicos provenientes de los físicos suecos Rydberg y Ångstrom, así como del suizo Balmer. Bohr pudo deducir la formula de Balmer, que da las longitudes de onda de la luz emitida por el átomo de hidrógeno, las cuales fueron medidas con suficiente precisión por Rydberg y Ångstrom.
El modelo de Bohr supone que cuando un electrón se encuentra en una órbita determinada que cumple con la condición de que el momentum angular es múltiplo entero de la constante de Planck dividida por dos pi, no hay emisión de radiación electromagnética. Esto evidentemente contradice la teoría electromagnética de Maxwell, pero, da una luz acerca de los misteriosos espectros atómicos, los cuales se generan, cuando el electrón atómico hace una transición de una órbita de radio mayor a una órbita de radio menor. Esto ultimo también es incomprensible pues es de esperarse, que la frecuencia de la radiación emitida coincida con alguna frecuencia de oscilación de los electrones.
Es muy interesante, que el modelo de Bohr da resultados coincidentes con los de la física clásica en el caso, en el que las transiciones ocurren entre niveles de energía muy grandes. Esto indicaría que en efecto para fenómenos macroscópicos sería valida la física clásica, mientras que para fenómenos microscópicos -de escala atómica- ya no se cumple la física clásica, sino la nueva física cuántica, que empezó desarrollarse en el año de 1900 con los trabajos de Planck, y que recibió un impulso grande en 1905 con el trabajo de Einstein sobre el efecto fotoeléctrico.
El átomo de Bohr represento un impulso decisivo para el desarrollo de la teoría cuántica, aun cuando sus postulados acerca de la no radiación en órbitas estacionarias, y de radiación solo en el cambio entre estas órbitas, resultase, muy difícil, o mejor imposible en aquella época, de comprender intuitivamente.
Postulados de Bohr
- Los electrones orbitan el átomo en niveles discretos y cuantizados de energía, es decir, no todas las órbitas están permitidas, tan sólo un número finito de éstas.
- Los electrones pueden saltar de un nivel electrónico a otro sin pasar por estados intermedios.
- El salto de un electrón de un nivel cuántico a otro implica la emisión o absorción de un único cuanto de luz (foton) cuya energía corresponde a la diferencia de energía entre ambas órbitas.
- Las órbitas permitidas tienen valores discretos o cuantizados del momento angular orbital L de acuerdo con la siguiente ecuación:
- Donde n = 1,2,3,… es el numero cuantico angular o número cuántico principal.
La cuarta hipótesis asume que el valor mínimo de n es 1. Este valor corresponde a un mínimo radio de la órbita del electrón de 0.0529 nm. A esta distancia se le denomina radio de Bohr. Un electrón en este nivel fundamental no puede descender a niveles inferiores emitiendo energía.
1.-¿ Que significa atomo?
R=es la unidad más pequeña de un elemento quimico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos quimicos.
2.-¿Quien desarrollo el primer modelo atomico?
R= Fue John Dalton
3.-¿Con que nombre se le conocia antes al daltonismo?
R=
4.-Menciona los exitos del modelo de Dalton:
- El modelo atómico de Dalton explicaba porqué las sustancias se combinaban químicamente entre sí sólo en ciertas proporciones.
- Además el modelo aclaraba que aún existiendo una gran variedad de sustancias diferentes, estas podían ser explicadas en términos de una cantidad más bien pequeña de constituyentes elementales o elementos.
- En esencia, el modelo explicaba la mayor parte de la química orgánica del sigloXIX, reduciendo una serie de hechos complejos a una teoría combinatoria realmente simple.
R= La aparicion del atomo
6.-¿Aproximadamente en que año vivio Thomson y de donde era?
R= Vivio en 1856 y era del reino unido
7.-¿En que consistio su modelo atomico?
R=el atono está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, como pasas en un budín. Se pensaba que los electrones se distribuían uniformemente alrededor del átomo.
8.-¿Cuales eran los 2 hechos que queria justificar con sus hipotesis?
R=1 que el atomo debia contar con una carga positiva
2 que el atomo era neutro
9.-¿Que experimento realizo para comprobar la relacion entre las carga y la masa de las particulas?
R=Thomson fundamento la relación que hay entre la masa de los rayos catódicos y la carga, para esto mide la cantidad que se desvía por un campo magnético y cuanta cantidad de carga de energía contenida.
La relación masa/carga que encuentra es de un millar de veces superior a la que contiene el ión de Hidrógeno, esto indica que bien las partículas deben ser más livianas o con mucha más carga.
Aquí Thomson toma una posición audaz: Thomson, a los rayos catódicos que estaban cargados por partículas les llamó “corpúsculos” dichos corpúsculos se originaban dentro de los atomos de los electrodos, a lo que esto significaba, que los átomos deben ser divisibles, imagina “un mar” totalmente repleto de cargas positivas en estos corpúsculos en el átomo, es por esto que se le llama y conoce con el nombre de budín de pasas al modelo de Thomson.
10.-¿En que se baso para hacer su modelo y por cual fue superado?R=Se baso en el modelo de Dalton y fue superado por el de Rutherford
11.-¿En que consistia el modelo de Rutherford?
R=consistió en "bombardear" con un haz de particulas alfa una fina lámina de oro y observar cómo las láminas de diferentes metales afectaban a la trayectoria de dichos rayos.
Las partículas alfa se obtenían de la desintegración de una su
stancia radiactiva, el polonio. Para obtener un fino haz se colocó el polonio en una caja de plomo, el plomo detiene todas las partículas, menos las que salen por un pequeño orificio practicado en la caja. Perpendicular a la trayectoria del haz se interponía la lámina de metal. Y, para la detección de trayectoria de las partículas, se empleó una pantalla con sulfuro de zinc que produce pequeños destellos cada vez que una partícula alfa choca con él.
Según el modelo de Thomson, las partículas alfa atravesarían la lámina metálica sin desviarse demasiado de su trayectoria:
- La carga positiva y los electrones del átomo se encontraban dispersos de forma homogénea en todo el volumen del átomo. Como las partículas alfa poseen una gran masa (8.000 veces mayor que la del electrón) y gran velocidad (unos 20.000 km/s), la fuerzas eléctricas serían muy débiles e insuficientes para conseguir desviar las partículas alfa.
- Además, para atravesar la lámina del metal, estas partículas se encontrarían con muchos átomos, que irían compensando las desviaciones hacia diferentes direcciones.
Pero se observó que un pequeño porcentaje de partículas se desviaban hacia la fuente de polonio, aproximadamente una de cada 8.000 partícula al utilizar una finísima lámina de oro con unos 200 átomos de espesor. En palabras de Rutherford ese resultado era "tan sorprendente como si le disparases balas de cañón a una hoja de papel y rebotasen hacia ti".
Rutherford concluyó que el hecho de que la mayoría de las partículas atravesaran la hoja metálica, indica que gran parte del átomo está vacío, que la desviación de las partículas alfa indica que el deflector y las partículas poseen carga positiva, pues la desviación siempre es dispersa. Y el rebote de las partículas alfa indica un encuentro directo con una zona fuertemente positiva del átomo y a la vez muy densa.
12.-¿Donde nacio Rutherford?
R=En Nueva Zelanda el 30 de agosto de 1878
13.-¿A que modelo supero Rutherford?
R=Al de Thomson
14.- Menciona un postulado de Rutherford:
R=El número de electrones negativos es igual al numero de protones positivos; luego, el átomo resulta neutro
16.-¿Con quien trabajo Rutherford y años despues lo sucedio?
R= Con Niels Bohr
17.-¿De que otra manera fue llamado el experimento de Rutherford?
R= Experimento de lamina de oro
18.-¿En que consistio el experimento de Rutherford?
R=consistió en "bombardear" con un haz de particulas alfa una fina lámina de oro y observar cómo las láminas de diferentes metales afectaban a la trayectoria de dichos rayos.
Las partículas alfa se obtenían de la desintegración de una su
stancia radiactiva, el polonio. Para obtener un fino haz se colocó el polonio en una caja de plomo, el plomo detiene todas las partículas, menos las que salen por un pequeño orificio practicado en la caja. Perpendicular a la trayectoria del haz se interponía la lámina de metal. Y, para la detección de trayectoria de las partículas, se empleó una pantalla con sulfuro de zinc que produce pequeños destellos cada vez que una partícula alfa choca con él.
Según el modelo de Thomson, las partículas alfa atravesarían la lámina metálica sin desviarse demasiado de su trayectoria:
* La carga positiva y los electrones del átomo se encontraban dispersos de forma homogénea en todo el volumen del átomo. Como las partículas alfa poseen una gran masa (8.000 veces mayor que la del electrón) y gran velocidad (unos 20.000 km/s), la fuerzas eléctricas serían muy débiles e insuficientes para conseguir desviar las partículas alfa.
* Además, para atravesar la lámina del metal, estas partículas se encontrarían con muchos átomos, que irían compensando las desviaciones hacia diferentes direcciones.
Pero se observó que un pequeño porcentaje de partículas se desviaban hacia la fuente de polonio, aproximadamente una de cada 8.000 partícula al utilizar una finísima lámina de oro con unos 200 átomos de espesor. En palabras de Rutherford ese resultado era "tan sorprendente como si le disparases balas de cañón a una hoja de papel y rebotasen hacia ti".
Rutherford concluyó que el hecho de que la mayoría de las partículas atravesaran la hoja metálica, indica que gran parte del átomo está vacío, que la desviación de las partículas alfa indica que el deflector y las partículas poseen carga positiva, pues la desviación siempre es dispersa. Y el rebote de las partículas alfa indica un encuentro directo con una zona fuertemente positiva del átomo y a la vez muy densa.
19.-¿Cuales son las principales caracteristica del modelo de Rutherford?
R=· Un núcleo central, que contiene los protones y neutrones (y por tanto allí se concentra toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo).
· Una corteza, formada por los electrones, que giran alrededor del núcleo en órbitas circulares, de forma similar a como los planetas giran alrededor del Sol.
20.-¿Quien fue el que le sucedio al modelo de Rutherford?
R= El modelo de Bohr
21.-¿En que lugar y fecha nacio Bohr?
R=Nacio el 7 de octubre de 1885 en Copenhague Dinamarca
22.-Escribe uno de los 4 postulados:
R=El electrón gira alrededor del núcleo en órbitas circulares sin emitir energía radiante.
23.-¿En que año publico su modelo?
R=En 1913
24.-Dibuja el modelo de Bohr:
25.-En que elementos se baso el modelo de Bohr:
R=partía conceptualmente del modelo de Rutherford y de las incipientes ideas sobre cuantización que habían surgido unos años antes con las investigaciones de Max Planck y Albert Einstein.
26.-¿En que elementos se baso Bohr para desarrolar su modelo y por que no fue aprobado?
R= partía conceptualmente del modelo de Rutherford y de las incipientes ideas sobre cuantización que habían surgido unos años antes con las investigaciones de Max Planck y Albert Einstein, y no fue aprobado por que el modelo de Bohr permitió explicar adecuadamente el espectro del átomo de hidrógeno, pero fallaba al intentar aplicarlo a átomos polielectrónicos y al intentar justificar el enlace químico.
· Además, los postulados de Bohr suponían una mezcla un tanto confusa de mecánica clásica y mecánica cuántica.
· El modelo no consigue explicar como los átomos individuales obran recíprocamente con otros átomos para formar los agregados de la sustancia que observamos
27.-¿En que años fueron publicados los postulados de Bohr?
R=En 1913
28.-Menciona almenos 1 de los 4 postulados de dicho cientifico:
R=La energía liberada al caer el electrón desde una órbita a otra de menor energía se emite en forma de fotón, cuya frecuencia viene dada por la ecuación de Planck:
Ea - Eb = h
29.-Realiza un diagrama de dicho modelo:
30.-¿Que elementos de la fisica desarrollo para confirmar su modelo?
R=afirmó que los movimientos internos que tienen lugar en el átomo están regidos por leyes particulares, ajenas a las de la Física tradicional. también que los electrones, cuando se hallan en ciertos estados estacionarios, dejan de irradiar energía.
No hay comentarios:
Publicar un comentario