Teoría Atómica y Modelos de Átomos

Teoría Atómica de Dalton

1) Los elementos químicos están formados por partículas muy pequeñas e invisibles llamadas átomos.

2) Los átomos del mismo elemento son iguales tanto en masa como en el resto de sus propiedades.

3) Los átomos de elementos distintos son diferentes en su masa y en el resto de sus propiedades.

4) Los átomos de elementos diferentes se unen entre sí para formar compuestos.

Según la teoría de Dalton: Toda la materia está formada por minúsculas partículas indivisibles. En un elemento dado, estas partículas serían todas iguales entre sí, pero diferentes de las que se forman otros elementos. Las partículas se combinan entre sí durante las reacciones químicas, formando compuestos, en los que el nº de átomos de cada clase siempre es el mismo.

Modelo Atómico de Thomson

El átomo es divisible, está formado por otras partículas más pequeñas que poseen carga eléctrica. Los electrones son partículas subatómicas que poseen carga negativa y tienen una masa muy pequeña comparada con la del átomo. La mayor parte de la masa del átomo posee carga positiva y son los protones. Como la materia es normalmente neutra, se debe suponer que el nº de cargas- y + en los átomos que la forman es el mismo.

Modelo de Thomson

Imaginó el átomo como una pequeña esfera uniforme de la materia cargada positivamente en la que estaban incrustados los electrones en un nº tal que el conjunto era eléctricamente neutro. Los electrones tenían una masa muy pequeña; por tanto, la carga + era responsable de casi toda la masa del átomo. Debido a la apariencia que tenía este modelo, se llamó pudin de pasas.

Modelo Atómico de Rutherford

RADIACTIVIDAD: envolvió unas placas fotográficas en un papel negro que no dejaba pasar la luz y dejó un cristal de pechblenda (mineral que contiene uranio) sobre ellas. Observó que las placas se velaban, por lo que pensó que el uranio emitía radiación que atravesaba el papel protector y estropeaba las fotografías. Marie Sklodowska Curie observó que lo que emitía la radiación era el elemento uranio.

TIPOS:

• Partículas de carga positiva y gran masa, Son núcleos de helio (dos neutrones y dos protones). Tiene muy poco poder de penetración: basta una hoja de papel para detenerlas.
• Partículas de carga negativa, casi sin masa. En realidad, se trata de electrones a gran velocidad. Son más penetrantes que las partículas 'a', se necesitaría una lámina de aluminio para detenerlas.
• Se trata de una radiación similar a la de la luz, invisible, con mucha más energía y un alto poder de penetración. Se necesitaría un bloque grueso de hormigón para detenerlas.

Descubrimiento del Electrón (Thomson)

1) El aparato que utilizó Thomson consistía en un tubo de vidrio donde se había hecho el vacío y en el que había dos electrodos conectados a un voltaje muy alto. Al conectarlo, en la pantalla al fondo del tubo, aparecía una fluorescencia, procedente de un haz invisible que provenía del cátodo y que llamó rayos catódicos.

2) Thomson probó con diferentes materiales en el cátodo y distintos gases en el tubo, pero concluyó que los rayos tenían siempre las mismas características (tubo de los reyes católicos).

3) Comprobó, además, que estos rayos tenían carga eléctrica negativa, pues eran desviados por un imán y que estaban formados por partículas, a las que llamó electrones.

LOS ELECTRONES son partículas constituyentes de los rayos catódicos, tienen masa y su carga es -.

Descubrimiento del Protón

Rayos canales.

1) E. Goldstein (1860-1930) utilizó un aparato similar al de Thomson, pero con el cátodo (el polo negativo) perforado. Descubrió unos supuestos rayos que iban en sentido contrario a los catódicos a los que llamó rayos canales.

2) Goldstein también midió la relación carga/masa del protón y observó que, al contrario de lo que sucedía con el electrón, esta relación sí dependía del gas que se encontraba en el interior del tubo. Cuando el gas era el hidrógeno, las partículas eran las de menor masa, y las llamó protones.

El PROTÓN en una partícula con carga + de valor igual a la del electrón, pero con una masa casi 2.000 veces mayor.

Descubrimiento del Neutrón

Rutherford encontró un problema en su propio modelo: la masa real de los átomos era mucho mayor (prácticamente el doble) de la que se obtenía al sumar la masa de los protones y los electrones que lo formaban. Los protones, con carga +, deberían sufrir la repulsión eléctrica entre ellos en el núcleo, de forma que este se desintegraría. Los neutrones apantallan las fuerzas de repulsión de los protones del núcleo (efecto pantalla).

Modelo Atómico de Bohr

Una serie de experimentos pusieron en evidencia que el modelo de Rutherford no estaba completo, por 2 motivos principales: Los electrones, al girar en órbitas cercanas al núcleo, perderían velocidad y caerían hacia él, según decía Masbuel. El modelo no explicaba la manera en que los átomos absorben y emiten energía (experto discontinuo). A partir de estas evidencias, Niels Bohr, en 1913, ideó un modelo atómico que solventaba los problemas del modelo de Rutherford (postulado de voz).

1) El electrón gira en órbitas circulares permitidas en las que no emite energía. No puede haber electrones entre 2 de estas órbitas, salvando así el problema de Matwer.

2) Los electrones tienen una cantidad de energía determinada en cada órbita, mayor cuanto más lejos están del núcleo. Por eso, Bohr llamó a cada órbita nivel de energía.

3) Los electrones pueden saltar de unas órbitas a otras, ganando o perdiendo energía.

4) En cada órbita solo puede haber 2n^2 electrones: en la m1ª órbita solo caben 2 electrones, en la 2ª 8 y así sucesivamente.

Experimento

1) Bombardeó una lámina muy fina de metal, oro, con partículas 'a', que procedían de un material radiactivo. Estas partículas tienen una gran masa, carga + y escaso poder de penetración, es decir, no pueden atravesar una simple hoja de papel.

2) Los resultados observados fueron los siguientes: casi todas las partículas atravesaban la lámina de oro sin desviarse. Algunas partículas se desviaban ligeramente. Muy pocas partículas rebotaban en la lámina.

3) Era sorprendente que las partículas, al chocar con una lámina tan fina, rebotaran. El mismo Rutherford lo explicó de la siguiente manera: 'fue como si dispararas una bala de 15 pulgadas contra un pañuelo de papel y esta rebotara y te golpeara'. La única explicación era que en el interior de los átomos debería de haber algo muy masivo y con carga eléctrica + capaz de desviar las partículas e incluso hacerlas rebotar. Pero este 'algo' era, además, muy pequeño en comparación con el propio átomo, dado que la inmensa mayoría de las partículas no se desviaban. El hecho de atravesar una lámina significa que una parte buena del átomo está hueco. El hecho de desviarse o rebotar, es porque alfa que es +, choca con el núcleo que tiene gran masa y carga + (+ y + se repelen).