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ÁREA QUIMICA GRADO 10 PERIODO SEGUNDO DOCENTE GUILLERMO GUERRERO C. gguerrerocadena@gmail.com 3105178101 GUIA 6 11/08/21 EL ATOMO - MODELOS ATOMICOS COMPETENCIA Compara la estructura del átomo según los modelos de Thomson, Rutherford, Bohr y actual. Reconoce y valora que la estructura y la organización del átomo se han venido explicando y replanteando en la medida en que las investigaciones en torno de dicho campo han avanzado. VISIÓN HISTÓRICA Empédocles estableció que la materia estaba formada por 4 elementos: tierra, agua, aire y fuego. Aristóteles negó la existencia de los átomos de Demócrito y reconoció la teoría de los 4 elementos, que, gracias al prestigio que tenía, se mantuvo vigente en el pensamiento de la humanidad durante 2000 años. Hoy sabemos que aquellos 4 elementos iniciales no forman parte de los elementos químicos actuales TEORIA ATÓMICA DE DALTON En 1808, John Dalton publicó su teoría atómica, que retomaba las antiguas ideas de Leucipo y Demócrito. Según la teoría de Dalton: 1) Los elementos están formados por partículas discretas, diminutas e indivisibles, llamadas átomos, que no se alteran en los cambios químicos. 2) Los átomos de un mismo elemento son todos iguales entre sí en masa, tamaño y en el resto de las propiedades físicas o químicas. Por el contrario, los átomos de elementos diferentes tienen distinta masa y propiedades. INSTITUCION EDUCATIVA MUNICIPAL MARCO FIDEL SUAREZ mailto:gguerrerocadena@gmail.com 3) Los compuestos se forman por la unión de átomos de los correspondientes elementos según una relación numérica sencilla y constante. Por ejemplo, el agua está formada por 2 átomos del elemento hidrógeno y 1 átomo del elemento oxígeno. Símbolos usados por Dalton para representar a los elementos Hoy sabemos que ninguno de estos tres puntos es completamente cierto; sin embargo, Dalton contribuyó enormemente a entender cómo estaba formada la materia. EL ATOMO ES DIVISIBLE Una vez aceptada la teoría atómica de la materia, los fenómenos de electrización y electrólisis pusieron de manifiesto, por un lado, la naturaleza eléctrica de la materia y, por otro, que el átomo era divisible, es decir, que estaba formado por partículas más pequeñas que el propio átomo. Los fenómenos eléctricos son una manifestación de su carga eléctrica. Del mismo modo que existen 2 tipos de fenómenos eléctricos (atracción y repulsión), se admite que las propiedades que poseen los cuerpos electrizados se deben a la presencia en ellos de 2 tipos de cargas eléctricas denominadas, de forma arbitraria, negativa y positiva. Dos cuerpos que hayan adquirido una carga del mismo tipo se repelen, mientras que si poseen carga de distinto tipo se atraen. En general, la materia es eléctricamente neutra, es decir, tiene la misma cantidad de cada tipo de carga. Cuando adquiere carga, tanto positiva como negativa, es porque tiene más cantidad de un tipo que de otro. Toda la materia está formada por átomos, estos a su vez están formados por dos grandes partes: la corteza y el núcleo. Hoy sabemos que el átomo está constituido así, pero para llegar a este conocimiento, se necesitaron años de estudios e investigaciones, en los cuales se plantearon diferentes modelos atómicos. Un modelo es la representación concreta de una teoría. Es útil porque facilita la comprensión de fenómenos abstractos. Los modelos atómicos han pasado por diferentes concepciones de acuerdo con el momento en el que han sido formulados. También han sido modificados y adaptados de acuerdo a los resultados de nuevas investigaciones y descubrimientos. El concepto de átomo volvió a surgir más de dos mil años más tarde, durante el siglo XIX, cuando los científicos trataron de explicar las propiedades de los gases. Más exactamente, en el año 1808, el científico británico John Dalton, en su libro Nuevo sistema de filosofía química, sentó las bases de la teoría atómica al postular que la materia estaba compuesta por unidades elementales, que llamo átomos. Entre las ideas más notables de la teoría de Dalton se encuentra el postulado que los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en el resto de propiedades. Así entonces, los átomos de distintos elementos tendrían diferencias en su peso y en sus propiedades. Además, Dalton enunció que, en las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen, solamente se redistribuyen para formar nuevos compuestos. Por el mismo tiempo en el que Dalton adelantaba sus investigaciones acerca de los gases, otros científicos estaban interesados en estudiar el comportamiento de la materia cuando interacciona con la energía. Al desarrollar estos experimentos, se hallaron varios resultados muy interesantes que llevaban a pensar que el átomo debía ser divisible en partículas más pequeñas cargadas eléctricamente de forma opuesta debido a que se neutralizaban entre sí. Se pensó entonces, que el átomo estaba compuesto de protones (partículas con carga positiva) que se neutralizaban con electrones (partículas de carga negativa. MODELO ATÓMICO DE THOMSON Al ser tan pequeña la masa de los electrones, el físico inglés J.J.Thomson propuso, en 1904, que la mayor parte de la masa del átomo correspondería a la carga positiva, que ocuparía la mayor parte del volumen atómico. Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones, más o menos como las uvas pasas en un pudin. MODELO ATOMICO DE RUTHERFORD Pocos años después, en 1910, el científico neozelandés Ernest Rutherford, se encontraba en su laboratorio realizando experimentos para estudiar la naturaleza de las radiaciones. Gracias a estos estudios, Rutherford descubrió que la mayor parte del átomo es espacio vacío y que casi toda la masa del mismo se concentra en el núcleo, que además de ser positivo, es muy pequeño en comparación con el tamaño total del átomo. Así entonces, propuso un modelo atómico en el cual la carga positiva se concentraba en la mitad y la carga negativa, es decir, los electrones, se movían alrededor de ella dejando vacío entre éstos y el núcleo Rutherford introdujo el modelo atómico conocido como modelo planetario. Debido a su similitud, los electrones (planetas) de menor masa giran alrededor del núcleo (sol) compuesto de electrones y neutrones, de mayor masa. MODELO ATOMICO DE BOHR El físico danés Niels Bohr realizó una serie de estudios de los que dedujo que los electrones de la corteza giran alrededor del núcleo describiendo sólo determinadas órbitas circulares. Bohr describe su modelo atómico atreves de los tres postulados siguientes: 1.Eátomo está constituido por un núcleo central donde se localiza su carga positiva y toda la masa, el electrón, describe orbitas circulares alrededor del núcleo. Las orbitas se identifican como K,L,M,N,O,P,Q o 1,2,3,4,5,6,7. 2.El electrón en las orbitas cercanas al núcleo tiene menor energía, que cuando está en orbitas lejanas. 3.Cuando el electrón se nueve en una órbita tiene energía constante y no gana ni pierde energía; se dice que el electrón está en una órbita fundamental. 4.Cuando un electrón es excitado y pasa de una órbita permitida a otra se produce la emisión o absorción de energía en forma de luz. 5.Con la fórmula 2n2 se determina la cantidad máxima de electrones para cada orbita.El mayor aporte del trabajo de Bohr fue la descripción del espectro del átomo de hidrógeno este fue sin duda el primer paso para la consolidación del modelo atómico actual. Fundamentando se en la teoría cuántica de Planck, Borh propuso. El átomo de hidrógeno posee un protón en el núcleo alrededor de él gira un electrón describiendo orbitas circulares; entre orbita y orbita existe una determinada cantidad de energía es decir que la energía esta cuantizada. A tales orbitas se los conoce como niveles energéticos (n) y sus valores corresponden a números enteros, 1,2,3,4,5,6,7. Nivel energético Cantidad de electrones 2(n)2 K (1) 2(1)2 = 2 L (2) 2(2)2 = 8 M (3) 2(3)2 =18 N (4) 2(4)2 = 32 El MODELO ATOMICO DE SOMMERFELD Sommerfeld en (1916) postula que: Dentro de un mismo nivel energético (n) existen subniveles diferentes No solo existen órbitas circulares sino también órbitas elípticas determinadas por el número cuántico azimutal (l) que toma valores desde 0 a n-1: l = 0 → forma el orbital s l = 1 → forma el orbital p l = 2 → forma el orbital d l = 3 → forma el orbital f EL MODELO ATOMICO ACTUAL Fue desarrollado durante la década de 1920, principalmente por Schrödinger y Heisenberg. Se trata de un modelo de gran complejidad matemática, hasta el punto de que al utilizarlo sólo se puede resolver con precisión el átomo de hidrógeno. El modelo atómico actual establece que los electrones se mueven alrededor del núcleo en regiones de densidad electrónica compuestas de niveles y subniveles de energía. El núcleo: Ocupa la región central y está formado por protones y neutrones. Concentra prácticamente toda la masa del átomo. La corteza o nube electrónica: Es el espacio exterior del núcleo atómico donde se mueven los electrones que, a su vez, constituyen niveles y subniveles de energía. El modelo actual especifica que los electrones se mueven en regiones denominadas orbitales, y que no es posible saber su ubicación exacta en un 100%. ACTIVIDAD 1. Realice un cuadro comparativo entre los modelos atómicos indicando semejanzas y diferencias. 2. Ordena en la línea de tiempo los eventos enunciados sobre la evolución de los modelos atómicos. 3.Consulte el experimento que realizó Rutherford como base para formular el modelo atómico. 3.Explique qué significa esta afirmación que escribió Rutherford después de haber realizado el Experimento “Se puede decir que fue el hecho más fantástico en mi vida; fue casi inverosímil como si uno hubiera disparado contra un pedazo de papel, empleando un proyectil de pulgadas de calibre y dicho proyectil hubiera regresado al chocar con el papel. 4.Además de protones y neutrones cuales son las otras partículas que se pueden encontrar en el núcleo y qué características presentan. 5.Según el modelo de Bohr en el átomo existen niveles o capas de energía y en cada capa o nivel se pueden acomodar un número máximo de electrones. Además, hay que tener en cuenta que en la última capa no pueden existir más de 8 electrones. Si un átomo tiene 19 electrones: a) Cuantas capas o niveles utilizan para acomodar los 19 electrones. b) Explique porqué en la capa n o nivel 4 se puede encontrar un solo electrón. c) Represente gráficamente este átomo. 6.En qué consiste la radioactividad? ¿Cuántas clases de rayos emiten estos elementos y cuáles son sus características? 7.La formulación de un nuevo modelo atómico se puede considerar como un fracaso o como un signo de adelanto de la ciencia. Justifique su respuesta. La actividad se entrega hasta el día 16 de agosto,6pm. Tenga en cuanta después de esta fecha NO se reciben actividades
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