Práctica de Laboratorio_ Estructura Atómica y Modelos Atómicos

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Universidad Tecnológica de México (UNITEC)
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Departamento de Química y Biología
Título:
Práctica de Laboratorio: Estructura Atómica y
Modelos Atómicos
Presentado por:
Juan Pérez Rodríguez
Número de matrícula:
21001234
Curso:
Química Orgánica
Laboratorio de:
Química Orgánica I
Profesor(a):
Dra. María Fernanda López
Fecha de entrega:
6 de Julio de 2023
1. INTRODUCCIÓN
- Resumen: Esta práctica se enfoca en la exploración de la estructura atómica y la
evolución de los modelos atómicos. Se realizarán experimentos virtuales para comprender
cómo las evidencias experimentales han moldeado nuestro entendimiento del átomo.
- Objetivos:
- Identificar las características principales de los distintos modelos atómicos.
- Relacionar teoría y evidencia experimental en el desarrollo de los modelos atómicos.
- Conceptos nuevos: Estructura atómica, modelos atómicos, espectroscopía.
- Nomenclatura: Símbolos químicos, números atómicos y de masa, configuraciones
electrónicas.
2. TEORÍA (2 cuartillas)
Por supuesto, aquí tienes una breve investigación de dos cuartillas (aproximadamente 500
palabras) sobre modelos atómicos:
Modelos Atómicos: Comprendiendo la Estructura de la Materia
Los modelos atómicos son representaciones simplificadas de la estructura de los átomos
que han sido fundamentales para nuestra comprensión de la materia y la naturaleza de la
realidad. A lo largo de la historia de la ciencia, varios científicos han desarrollado modelos
para describir cómo los átomos están construidos y cómo interactúan entre sí. A
continuación, exploraremos brevemente algunos de los modelos más influyentes en la
evolución de nuestra comprensión de la estructura atómica.
Modelo Atómico de Dalton
A principios del siglo XIX, John Dalton desarrolló uno de los primeros modelos atómicos
científicamente respaldados. Postuló que los átomos eran esferas sólidas e indivisibles, y
que los elementos estaban compuestos por átomos con diferentes masas. Esta teoría fue
un gran avance en la química, ya que permitió explicar la ley de las proporciones múltiples y
la ley de las proporciones definidas.
Modelo Atómico de Thomson
A finales del siglo XIX, J.J. Thomson descubrió el electrón y desarrolló el modelo del "pudín
de pasas". En este modelo, los electrones se distribuyen uniformemente en una masa
positiva, similar a pasas en un pudín. Este descubrimiento demostró que los átomos no eran
indivisibles, como se creía anteriormente, y abrió la puerta a una comprensión más profunda
de la estructura atómica.
Modelo Atómico de Rutherford
En el mismo período, Ernest Rutherford realizó el famoso experimento de dispersión alfa y
concluyó que los átomos tenían un núcleo pequeño y denso, con electrones girando
alrededor de él en órbitas. Este modelo fue un avance importante en la comprensión de la
estructura atómica y ayudó a explicar por qué la mayoría de las partículas alfa pasaban
directamente a través de un átomo en lugar de ser desviadas.
Modelo Atómico de Bohr
Niels Bohr, en 1913, propuso un modelo que incorporaba conceptos de mecánica cuántica.
Su modelo permitía explicar el espectro de emisión de hidrógeno y postulaba órbitas
cuantizadas para los electrones. Fue un avance fundamental en la teoría cuántica y ayudó a
establecer la idea de niveles de energía
cuantizados en los átomos.
Modelo Atómico Actual - Mecánica Cuántica
El modelo atómico actual se basa en la
mecánica cuántica, que describe la
probabilidad de encontrar electrones en
diferentes regiones alrededor del núcleo.
Los orbitales atómicos son
representaciones matemáticas de estas probabilidades y han reemplazado las órbitas fijas
de Bohr. Este modelo es esencial para comprender la química moderna y las propiedades
de los elementos.
3. MATERIAL Y EQUIPO
- Computadora con acceso a software de simulación atómica.
- Materiales para la construcción de modelos atómicos tridimensionales.
- Hojas de cálculo para el análisis de datos de espectroscopía.
4. PROCEDIMIENTO
- Iniciar el software de simulación y seleccionar el módulo de "Modelos Atómicos".
- Construir un modelo virtual del átomo de hidrógeno siguiendo el modelo de Bohr.
- Modificar los parámetros para simular la absorción y emisión de energía y observar los
cambios en el modelo.
- Repetir el proceso para los átomos de helio y litio y registrar las diferencias observadas.
- Utilizar el módulo de espectroscopía para simular la emisión de líneas espectrales.
- Analizar cómo los electrones transitan entre niveles de energía y cómo esto se refleja en
el espectro observado.
- Comparar los espectros simulados con los espectros observados experimentalmente
disponibles en la base de datos del software.
- Discutir los resultados con compañeros y realizar preguntas al instructor para aclarar
dudas.
5. RESULTADOS
- Modelo de Bohr: Radio de la órbita calculado y energías de los niveles.
- Cambios observados al aplicar energía: Saltos cuánticos y emisión de fotones.
- Diferencias entre los espectros de emisión del hidrógeno, helio y litio.
- Correlación entre la energía aplicada y la longitud de onda de los fotones emitidos.
- Niveles de energía adicionales observados en el helio y litio que no están presentes en
el hidrógeno.
- Variaciones en la intensidad de las líneas espectrales con cambios en la energía.
- Anomalías observadas en los modelos al introducir más electrones.
- Comparación entre los resultados de la simulación y los datos experimentales conocidos.
6. CONCLUSIONES
- Reflexión sobre cómo la simulación refuerza la comprensión de los modelos atómicos y
sus limitaciones.
- Discusión sobre la importancia de la espectroscopía en la determinación de la estructura
atómica.
- Conclusiones sobre el impacto de los modelos atómicos en la ciencia moderna y su
aplicación en diferentes campos como la química y la física cuántica.