Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

Tema 1: Els àtoms

No description
by

carlota ruiz

on 4 December 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of Tema 1: Els àtoms

Com podem saber de
què està feta la matèria?

Què és un model atòmic?
La representació teòrica dels àtoms que formen la matèria. Tot model atòmic sorgeix com un intent d'explicar els resultats d'un experiment.
Article del Pais
1. Llegir l’article en grups de 3 persones.
2.Identificar els diferents models atòmics en una imatge
3.Fer una cronologia dels models explicats
4.Perquè han canviat tant els models atòmics?
Demòcrit
Uns 400 anys abans de Crist, el filòsof grec Demòcrit va considerar que la matèria estava constituïda per petitíssimes partícules que no podien ser dividides en altres més petites.
Demòcrit va anomenar aquestes partícules àtoms. En grec àtom significa "indivisible".
Aristòtil
Aristòtil no va acceptar les idees de Demòcrit sobre la matèria.
Aristòtil va dir que la matèria estava formada per quatre elements: Terra, Foc, Aigua i Aire.
Aristòtil estava equivocat,
no obstant això aquesta
teoria va persistir durant
2000 anys.
400 aC
1808
John Dalton (Cumberland 1766 - Mánchester 1844)
Evidències Experimentals
La química va tenir el seu origen com a ciència a finals del segle XVIII, moment en què alguns científics van investigar-ne els fenòmens i van formular-ne les lleis clàssiques.

El científic britànic John Dalton va interpretar aquestes lleis i l'any 1808 va anunciar la teoria atòmica.
Què és un model?
Experiment de la caixa negra
Aquesta experiència s’ha de fer en grups de 4 ó 5 persones.
1. Examineu la capsa sense obrir-la!
2. Heu d'intentar esbrinar què hi ha dins la capsa
3. Feu una hipètesis de quines coses poden haver dins la capsa. Anoteu al vostre document d'apunts de la classe
4. Posarem en comú totes les hipòtesis
El grup què endevini més objectes dins de la caixa serà el guanyador. Els errors resten 1 punt i els encerts sumen 2 punts.
1904
Evidències
Experimentals
Joseph JohnThomson
(Manchester 1856 - Cambridge 1940)
Model atòmic
- Els àtoms d'un mateix element són tots iguals

- Dos elements diferents tenen àtoms diferents

- Els àtoms de dos o més elements poden combinar-se entre si en unes determinades proporcions per a formar compostos
Evolució dels models atòmics al llarg de la història
Model atòmic

1897 va demostrar que si en la trajectòria dels raigs catòdics es col·locaven dos plaques carregades elèctricament, els raigs es desvien cap a la placa positiva. Thomson va concloure que els raigs catòdics estaven formats per partícules negatives que les van anomenar electrons

Va imaginar l'àtom com una esfera d'electricitat positiva en la qual els electrons, partícules d'electricitat negativa, hi estaven repartits, com les llavors en una síndria, en un nombre suficient com per neutralitzar la càrrega positiva

Aquest model anava més enllà de la idea de partícula indivisible que proposava la teoria atòmica de Dalton
1911
Ernest Rutherford (Nova Zelanda 1871 – Cambridge 1937)
Evidències experimentals
Model atòmic
Niels Bohr (Copenhague,1885 – 1962)
1913
Focs artificials
El nombre atòmic i el nombre màssic
http://phet.colorado.edu/es/simulation/build-an-atom
Erwin Schrödinger Viena 1887 –1961
Schrödinger proposa que els electrons no es troben al voltant del nucli seguint unes òrbites definides.
1926 Schrödinger va deduir la fórmula matemàtica que permet calcular la probabilitat de trobar un electró en una determinada zona al voltant del nucli. Aquestes regions del núvol d'electrons on hi ha més probabilitat de trobar cada electró s'anomena orbitals.
- Són iguals totes les orbites?
Bohr considera que l'àtom com un petit sistema solar en què els electrons giren al voltant del nucli
El seu model es basa en els següents punts:
-Els electons es mouen al voltant del nucli en òrbites diferents, situades en nivells ben definits
-Cada nivell es correspon amb una determinada energia dels electrons, que és més gran com més allunyats estiguin del nucli. A cada nivell s'assigna un numero natural segons la proximitat al nucli.
-En cada nivell hi cap un nombre màxim d'electrons: 2n
Model atòmic
Evidències experimentals
Un electró "absorbeix" energia per a accedir a un nivell energètic superior. Per a recueperar el seu nivell d'energia original, l'electró retorna l'energia absorbida (en la forma de radiació, retorna un fotó)
Segle XVII, Isaac Newton va demostrar que la llum blanca visible procedent del sol pot descomposar-se en els sus diferents colors mitjançant un prisma. L'espectre que s'obté és continu; conté totes les longituts d'ona des de el vermell al lila.
Ions
Isòtops
Mètode de datació del carboni 14
Taula Periòdica
Els elements de la taula periòdica
Els períodes i els grups de la taula periòdica
Classificació dels elements
en la taula periòdica
La taula periòdica inclou diversos tipus d'elements:
Els
metalls
, que es caracteritzen químicament per la seva
tendència a perdre electrons
amb facilitat. Els metalls estan situats a la part esquerra i central de la taula.
Els
no-metalls
es caracteritzen químicament per la seva
tendència a guanyar electrons
amb facilitat. Els no-metalls estan situats a la part superior dreta de la taula. Una línia negra en forma d'escala marca la frontera entre els metalls i els no-metalls.
Els
gasos nobles
es caracteritzen químicament per ser elements
molt estables
, ja que no tenen tendència ni a perdre ni a guanyar electrons. Els gasos nobles estan situats en el grup 18 de la taula.
Un element es caracteritza pel nombre de protons que té el nucli dels seus àtoms, és a dir, pel nombre atòmic. Els neutrons donen més o menys estabilitat a l'àtom, però el seu nombre no serveix per a caracteritzar o identificar un element.
A la natura podem trobar dos o més àtoms d'un mateix element amb
diferent nombre de neutrons
. Si això passa, els àtoms tenen masses diferents, i aleshores parlem d'
isòtops
d'aquest element.
Els isòtops d'un element tenen les mateixes propietats químiques de l'element; només es diferencien en algunes propietats físiques, com ara la densitat.
Alguns isòtops són inestables i es desintegren emetent radiació.
Els isòtops s'escriuen amb el nom de l'element i, a continuació el seu nombre màssic. Per exemple, els isòtops del carboni s'escriuen així: carboni 12, carboni 13 i carboni 14.
bibliografia consultada:
http://es.wikipedia.org/wiki/Carbono-14
Es basa en la mesura de la proporció C/ C

que hi ha en les restes d'un ésser viu o de la matèria orgànica per a determinar-ne l'edat.
El carboni-14 (símbol C), és un isòtop radioactiu del carboni

(no és estable), amb un nucli format per 6 protons i 8 neutrons.
L'isòtop C és produït de forma continua a l'atmosfera, però al ser inestable també es desintegra. Aquests processos de generació - degradació estan pràcticament equilibrats, de manera que l'isòtop es troba homogèniament barrejat amb àtoms no radioactius en el diòxid de carboni (CO ) de

l'atmosfera.
El procés de fotosíntesis incorpora l'àtom radioactiu a les plantes, de manera que la proporció C/ C en aquestes és similar a l'atmosfèrica. Els animals incorporen per ingestió el carboni de les plantes. Ara bé, a partir de la mort, l'organisme no incorpora nous àtoms de C, i per tant, la concentració d'aquests isòtop va decreixent a un ritme exponencial conegut.
Així dons, al mesurar la radioactivitat en una mostra d'origen orgànic, es calcula la quantitat de C que queda al material i per tant se sap la seva edat.
A mitjan segle XIX, Mendeléiev es va adonar que hi havia grups d'elements que presentaven propietats similars i per això va intentar ordenar-los. Ho va fer seguint la seva massa, en ordre creixent, i va veure que les propietats es repetien periòdicament.
Aquest fet el va portar a distribuir els elements en columnes, de manera que en cadascuna hi hagués elements de propietats semblants. D'aquesta manera va sorgir l'anomenada
taula periòdica
.
En la taula periòdica actual, a cada element se li assigna un nom i un símbol químic. Els elements estan ordenats segons el seu nombre atòmic, del més baix al més alt, i es disposen en set files horitzontals (
períodes
) i divuit columnes verticals (
grups
).
Mendeléiev
Taula periòdica
La situació de cada element en la taula periòdica ve donada pel grup i pel període. Són les seves coordenades.

El
període
(fila) en què es troba un element indica el nombre de nivells amb electrons que tenen els seus àtoms.

Els elements d'un mateix
grup
(columna)

tenen propietats químiques semblants, ja que tenen la mateixa configuració electrònica en el seu últim nivell. Per això s'acostuma a batejar cada grup amb un nom determinat.
Química de 3er de l'ESO
Tema 1: Els àtoms
Creieu què és important la química a la nostra vida quotidiana?
Avaluació
inicial
Carlota Ruiz
Èric Portillo
El
nombre atòmic
d'un element és el nombre de
protons
que hi ha en el nucli dels seus àtoms. Es
representa amb la lletra
Z
, i s'escriu com a subíndex a l'esquerra del símbol de l'element. Aquest nombre serveix per a identificar els elements.

El
nombre màssic
o nombre de massa d'un àtom correspon al nombre de nucleons que hi ha en el seu nucli, és a dir, al
nombre de protons (Z) més el nombre de neutrons (N)
. Es representa amb la lletra A (A = Z + N), i s'escriu com a superíndex a l'esquerra del símbol de l'element.

X
A = nombre màssic (protons + neutrons)
Z = nombre atòmic (protons)
X = símbol de l'element
Els metalls, els no-metalls i els gasos nobles
Els elements de la taula periòdica es poden classificar de la manera següent:
Els
elements representatius
, que són els que estan situats en els grups 1

(alcalins), 2 (alcalinoterris), 13, 14, 15, 16, 17 (halògens) i 18 (gasos nobles).
Els
elements de transició
, que estan situats en els grups del 3 al 12, incloent-hi aquests, i en els períodes 4, 5, 6 i 7. Es tracta de metalls com el ferro, el coure, l'or, la plata...
Els
elements de transició interna
, que són elements força inestables, la majoria radioactius, com l'urani. Molts també són artificials com el plutoni.
Limitacions del model atòmic
Descripció de l’experiment
Variacions a l’experiment
Càtode: Pol negatiu connectat al corrent elèctric

Ànode: Pol positiu, tanca el circuit.

Un gas a molt baixa pressió dins del tub.
Descripció de l’experiment dels Raigs catòdics
MODEL ATÒMIC DE THOMSON
EXPERIMENT DELS RAIGS CATÒDICS
Són universals
Tenen carga (-)
Tenen massa
Els raigs Catòdics:

-Es propaguen en línia recta.
-Projecten ombra de cossos opacs que obstrueixen la seva trajectòria
-Mouen una hèlix.


-Els camps elèctrics i magnètics desvien els rajos com ho farien carregues negatives

-Les seves propietats són independents del material del càtode
-Les seves propietats són independents del gas present al tub
Conclusions de l’experiment
Els gasos nobles són molt estables gràcies al nombre d'electrons que tenen i a la manera com estan situats.
La gran estabilitat dels gasos nobles és deguda a que tenen la
capa de valència
(últim nivell energètic en un àtom on estan situats els electrons)
plena
. Aquesta configuració electrònica amb la capa de valència plena es diu configuració de gas noble.

La majoria dels altres elements tendeixen a guanyar o perdre
electrons per tal d'adquirir configuració de gas noble.
Els àtoms que perden o guanyen electrons es transformen en ions. Un ió monoatòmic és un àtom amb càrrega elèctrica.
Els ions poden ser positius o negatius. Els
ions positius
s'anomenen
cations
i es formen quan l'àtom
perd electrons
.
Els ions negatius
s'anomenen
anions
i es formen quan l'àtom
guanya electrons
.
Els metalls es caracteritzen per la seva tendència a perdre electrons i a convertir-se en cations amb facilitat, i els no-metalls, per la seva tendència a guanyar-ne i a convertir-se en anions.
L'àtom està format per dues parts: nucli i escorça.
El nucli és la part central, de mida molt petita, on es troba tota la càrrega positiva i, pràcticament, tota la massa de l'àtom. Aquesta càrrega positiva del nucli, en l'experiència de la làmina d'or, és la responsable de la desviació de les partícules alfa (també amb càrrega positiva).
L'escorça és gairebé un espai buit, immens en relació amb les dimensions del nucli. Això explica que la major part de les partícules alfa travessen la làmina d'or sense desviar-se. Aquí es troben els electrons amb massa molt petita i càrrega negativa. Com en un diminut sistema solar, els electrons giren al voltant del nucli, com els planetes al voltant del Sol. Els electrons estan lligats al nucli per l'atracció elèctrica entre càrregues de signe contrari.
No podia explicar la les propietats elèctriques de la matèria ni l'existència d'electrons





Tot i que la teoria de Dalton era errònia, va significar un avenç molt important en el camí de la comprensió de la matèria.
A més, l'acceptació del model de Dalton no va ser immediata, i durant bastants anys molts científics es van resistir a reconèixer l'existència de l'àtom.
BOLA
Púding de passes
Rutherford va bombardejar una fina làmina d'or amb partícules alfa (nuclis d'heli) procedents d'un element radioactiu, el poloni.
Per obtenir un raig fi es va col·locar el poloni en una caixa de plom. El plom absorbia totes les partícules excepte les que sortien per un petit orifici fet a la caixa.
Per a la detecció de la trajectòria de les partícules, s'utilitzà una pantalla amb sulfur de zinc que produeix petites espurnes cada vegada que una partícula alfa xoca amb ell. Rutherford va observar mitjançant una pantalla fluorescent, com eren dispersades les partícules.
Limitacions del model atòmic Rutherford


No explica perquè els elements tenen colors de flama diferent
http://blogs.tv3.cat/quequicom.php?itemid=29584
Penseu que hi ha més subparticules dins dels àtoms?
Heu sentit parlar de l'accelerador de particules de Ginebra?
No obstant això, els elements químics en estat gasós i sotmesos a temperatures elevades produeixen espectres discontinus, en els quals s'aprecia un conjunt de línies que corresponen a emissions de només algunes longituds d'ona.
El conjunt de línies espectrals que s'obté per un element concret és sempre el mateix, fins i tot si l'element forma part d'un compost complex i cada element produeix el seu propi espectre diferent al de qualsevol altre element.
James Chadwick Descobriment del neutró
1926
1932
Mitjançant diversos experiments es va comprovar que la massa dels protons i dels electrons no coincidia amb la massa total de l'àtom.
Aquestes partícules es van descobrir el 1932 pel físic J. Chadwick. En no tenir càrrega elèctrica van rebre el nom de neutrons. El fet de no tenir càrrega elèctrica va fer molt difícil el seu descobriment.
Àtom - Partícules subatòmiques
Mida de l'àtom
Diferents experiències han permès mesurar la mida dels àtoms. Considerat com una esfera, l'àtom té un radi d'uns
10 m
i el nucli té un radi de uns
10 m
. D'aquí es pot deduir que el nucli és unes 10
.
000 vegades més petit que l'àtom.
Per fer-nos una idea: si l'àtom fos de la mida d'un camp de futbol, el nucli seria com un pèsol col·locat en el seu centre, i els electrons es trobarien en les grades girant al voltant del camp.
LA Radioactivitat
Alguns isòtops tenen un excés de neutrons en el seu nucli que els fa inestables. Aquests isòtops, després de passar per diferents etapes en les quals van eliminant partícules del seu nucli, es converteixen en àtoms d’elements estables.

Es diu que es desintegren, i el fenomen que es produeix s’anomena radioactivitat, ja que les transformacions van acompanyades de l’emissió de radiacions.

Tots els nuclis que procedeixen d’un mateix nucli inicial (anomenat “pare”) formen una sèrie o cadena radioactiva
Les desintegracions
radioactives
Radioactivitat
artificial
Treball
Decobriment de la radioactivitat natural
L’any 1896 Becquerel va veure com unes plaques fotogràfiques que tenia en un calaix, embolicades amb paper negre, s’havien velat com si haguessin estat exposades a la llum. Al mateix calaix tenia un tros de pechblenda, una mena d’urani.
Becquerel va pensar que el que havia passat tindria relació amb aquest mineral i va encarregar a la científica Marie Curie que l’estudiés a fons.
Els nuclis inestables i les sèries radioactives
TREBALL DE LES DONES CIENTÍFIQUES
Grups de 5 alumnes haureu d’escollir una científica i fer el següent treball.
El treball haurà d’incloure els punts següents:
o Imatge de la dona i perquè has elegit aquesta científica?
o On va viure?
o A quina època va viure? Context social de l’època
o Possibles dificultats d’estudiar per ser dona
o Que va descobrir?
o Importància actual del seu descobriment
El treball s’ha de fer amb PowerPoint i no ha de tenir més de 6 diapositives. Heu de fer el Power Point amb GoogleDrive i compartir-lo tots els membres del grup i als 3 professors.
Emails dels Professors:
Ana: angabe60@gmail.com
Carlota: carlotaruizpuyol@gmail.com
Èric: ericportillotoran@gmail.com
La presentació durarà uns 5 minuts i tots els membres del grup hauran de participar en l’elaboració i presentació del treball.
Data d’entrega del treball, PowerPoint: dimarts 2/4/13
Presentacions: dimarts 2 /4/13
Quanta radiació rebem ?
Aplicacions de la radioactivitat
Hi ha tres tipus
-Alfa
-Beta
-Gamma
Àtoms aparentment estables poden experimentar transformacions provocades artificialment, és a dir, estan sotmesos a l’acció de partícules subatòmiques que actuen com a projectils.
Tots els elements de la TP a partir de l’urani s’han obtingut d’una manera artificial i són radioactius. La gran majoria han estat batejats en honor a grans científics.
Qualsevol transformació que provoqui un canvi en el nucli dels àtoms rep el nom de
reacció nuclear
. Hi ha dos tipus de reaccions nuclears: la reacció de fusió i la reacció de fissió.
Albert Einstein ( Ulm, Alemania, 1879
– Princeton, Estados Unidos, 1955)
A principis del segle XX, el físic Albert Einstein va preveure l’equivalència entre la massa i l’energia. Segons Einstein, una petitíssima porció de massa pot esdevenir una quantitat immensa d’energia. Uns anys més tard, les reaccions nuclears van confirmar les prediccions d’Einstein.
Fissió Nuclear
Fusió Nuclear
Conversió de massa en energia
Es basa en trencar un àtom molt pesant (urani o plutoni, per exemple) i fer-ne aparèixer de més lleugers
Conversió de massa en energia
La fusió consisteix en unir àtoms lleugers i convertir-los en un de més pesant
CENTRALS NUCLEARS
La reacció de Fusió Nuclear els seus reactius són abuntants i a més a més, no genera residus, a diferència de la fissió.
Exemple de reacció Fusió Nuclear
Però perquè no hi ha centals nuclears de fusió nuclear?
Diagnòstic i tractament de moltes malalties
Estudi de processos metabòlics dels éssers vius
La determinació de l’antiguitat del materials amb el carboni
L’esterilització d’aliments i la d’estris hospitalaris
La comprovació de soldadures i estructures metàl·liques
El control de plagues d’insectes
La detecció de fums
...
www.youtube.com/watch?v=7DNmW7JCaU8
2
; n= nivell
Calcula quants electrons hi ha en els tres primers nivells d’energia. En cada nivell hi cap un nombre màxim d'electrons: 2n
2
pàgina web: www.youtube.com/watch?v=QNojS6ZZ4og
pàgina web:www.youtube.com/watch?v=ey1o3v6Td9Q
-10
-14
A
z
12
14
14
14
14
12
2
14
14
Quins elements són líquid a temperatura ambient?
Perquè es manté unit el nucli?
Els espectres

Llum Blanca travessa un prisma òptic  s’obté un espectre continu
(corresponent als colors de l’arc de sant Martí).

La separació de aquests colors és deguda perquè cada color es propaga a una velocitat diferent, i en conseqüència, cada color té una desviació diferent.
Vermell Menys es desvia
Violeta Més es desvia
Els
espectres
http://jersey.uoregon.edu/elements/Elements.html
“Homenatge als elements”
http://www.edu365.cat/batxillerat/ciencies/taula/espectros/spespectro.html
Els espectres d’emissió i absorció d’una mateixa substancia són complementaris.

Cada element té els seus espectres d’emissió i absorció característics.
Les ratlles fosques ocupen la mateixa posició que les ratlles brillants de l’espectre d’emissió del mateix element.
La llum blanca passa a través d’un gas; aquest element absorbeix la radiacions lluminoses determinades que no apareixen en l’espectre, i en el seu lloc queden ratlles fosques.  Espectre discontinu d’absorció
Substància en estat gasós, per exemple una substància volatilitzada en una flama, l’espectre que s’observa no és continu. La substància en estat gasós emet llum s’observa és una sèrie de ratlles brillants sobre un fons negre Espectre discontinu d’emissió
Analitzem la llum procedent del Sol o del filament incandescent d’una bombeta Espectre continu.
Grup I
metalls alcalins
Grup II
metalls alcalinoterris
Grup III
família del Bor
Grup IV
família del Carboni
Grup V
família del Nitrogen
Grup VI
família de l’Oxigen
Grup VII
halògens
Grup VIII

gasos nobles
Taula periòdica
Pàgina Web:
www.youtube.com/watch?v=Vzu6Mv0L-Dg&list=PLB84ABC9D007DA228
uma = unitat de massa atòmica
carlotaruizpuyol@gmail.com
ericporti@hotmail.com
Full transcript