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Modelos Atómicos y Características

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Margarita Rojas Bustamante

on 6 August 2014

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Transcript of Modelos Atómicos y Características

Historia
de los
Modelos
Atómicos
Modelo de Dalton
Modelo de Thomson
Modelo de Bohr
Modelo de Rutherford
Modelo de Bohr-Sommerfeld
Modelo Cuántico
MARGARITA LAURA
ROJAS BUSTAMANTE
Características del modelo:
1. Todo elemento está compuesto de partículas extremadamente pequeñas que se denominan corpúsculos.
2. Todos los corpúsculos de un elemento dado son idénticos.
3. Los corpúsculos de elementos diferentes tienen propiedades diferentes (incluso masas diferentes).
4. Los corpúsculos de un elemento no se cambian en tipos diferentes de corpúsculos por reacciones químicas; los corpúsculos no son ni creados ni destruidos en las reacciones químicas. 
5. Los compuestos están formados por corpúsculos de más de un elemento que se combinan.
6. En un compuesto dado el número relativo de una clase de corpúsculos es constante.
INCONSISTENCIAS:
El modelo atómico de Dalton
no explica los rayos catódicos,
la radiactividad ni la presencia
de los electrones (e-) o protones(p+).
Características del modelo de Thomson:
•Los Átomos son una esfera positiva con electrones inscrustados, “Torta con Pasas”.
•Electrones: Carga Negativa.
•Contiene una región con carga eléctrica positiva:
contiene inmerso a los electrones.
•Descubrió los Isótopos.
EL EXPERIMENTO DE THOMSON: relación masa/carga .
La mayoría de los científicos alemanes sostenían que era más probable que los rayos fuesen una forma de energía muy parecida a la luz visible. La respuesta provino de un experimento, realizado por Thomson en 1897, el cual mostró que los rayos catódicos se desviaban en un campo eléctrico. La placa positiva atraía el haz y la placa negativa lo repelía. Éste llegó a la conclusión de que los rayos catódicos se componen de partículas con carga negativa. Sus experimentos demostraron también que las partículas eran idénticas cualesquiera que fuesen los materiales de los que estaban hechos los electrodos o del tipo de gas que contenía el tubo.
INCONSISTENCIAS:
Thomson dejó sin explicación la existencia de las otras radiaciones.
No explica la existencia de espacio vacío en el átomo.
INCONSITENCIAS:
No explicaba los espectros atómicos.
El modelo atómico de Rutherford se basaba en que el electrón giraba alrededor del núcleo en una órbita circular. Pero el electrón tiene carga negativa y el núcleo carga positiva por los protones. Rutherford dijo que el electrón no es atraído por el núcleo porque el electrón estaba continuamente moviéndose evitando esa atracción. (al igual que hace la luna con la tierra con la fuerza de la gravedad).
Esto se contradecía con las leyes del electromagnetismo de Maxwell, que estaban bien demostradas por numerosos experimentos científicos. Esta ley decía que las cargas opuestas se atraen, pero sin embargo, los electrones al estar moviéndose tenían energía cinética, y esta se acaba. Cuando se acabara, que hacía que no se precipitasen al núcleo era la inconsitencia.
La experiencia consistió en bombardear con partículas alfa una finísima lámina de oro. Las partículas alfa atravesaban la lámina de oro y eran recogidas sobre una pantalla de sulfuro de cinc.
Características del Modelo
En 1911, Rutherford introduce el modelo planetario, que es el más utilizado aún hoy en día. Considera que el átomo se divide en:
· 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.
Características del modelo:
El modelo de Bohr es muy simple y recuerda al modelo planetario de Copérnico, los planetas describiendo órbitas circulares alrededor del Sol; donde el sol representa la carga positiva que se encuentra en el núcleo, hoy conocido como protón, y los planetas simbolizarían los electrones.
Trató de explicar los espectros discontinuos de algunos elementos, basándose en la teoría cuántica. Esta teoría fue dada a conocer por Max Planck en 1900 y sostiene que la energía se transmite en forma discontinua en unidades discretas llamadas cuantos de energía.
El nombre cuanto de energía fue dado por Albert Einstein y hace referencia a la partícula de luz que se propaga en el vacío, que no posee masa, carga eléctrica y no se desintegra en el vacío. En 1926 Gilbert Lewis sustituyo el nombre “cuanto de energía” por “fotón”.
INCONSISTENCIAS:
Sólo se aplicaba al átomo de hidrógeno.
REALIZADO POR:
CECyT 5
Características del modelo:
1- Los electrones giran en órbitas estacionarias sin emitir energía, cada órbita tiene una energía fija y definida.
2- Cuando al átomo se le suministra energía, los electrones brincan de una órbita de menor nivel a una de mayor nivel, absorbiendo dicha energía.
3- El electrón excitado se halla en un estado inestable y desciende a un nivel inferior, emitiendo una radiación cuya energía será igual a la diferencia.
A partir de esto, Bohr propuso la existencia
de niveles de energía donde se encuentran
los electrones, a lo que llamó posteriormente
número cuántico principal (n)
que tomaría valores de n=1 (n+1)
INCONSISTENCIA:
Es una adaptación mejorada y generalizada del modelo atómico de Bohr, dándole a éste, un punto de vista relativista, pero aun así, no se pudo explicar los modos de emisión que tenían las órbitas elípticas, pudiendo sólo descartar las órbitas circulares.
El modelo cuántico se basa en los siguientes principios fundamentales de la mecánica cuántica:
1. La hipótesis formulada por De Broglie en 1924, que establece que toda particula material en movimiento lleva asociada una onda, es decir atribuye al movimiento de las partículas un movimiento ondulatorio. Esta hipótesis supuso el inicio de la mecánica clásica.

2. El “principio de indeterminación” también llamado “relación de incertidumbre”, establecido en 1927 por Heisenberg, afirma que es imposible conocer simultáneamente la posición y la velocidad de un electrón con toda exactitud.Esto implica no poder conocer su trayectoria. Esto supone una “deslocalización” de la materia a nivel subatómico incompatible con la idea clásica de partículas de dimensiones perfectamente definidas que siguen trayectorias delimitadas, por lo tanto el concepto de orbita dejó de utilizarse.

3. La ecuación de ondas de Schrödinger, aspiraba a predecir las probabilidades de encontrar el electrón. Schrödinger generalizó la hipótesis de De Broglie aplicándola a los electrones de los átomos, obteniendo una ecuación, cuya solución representaba la probabilidad de encontrar la partícula en un lugar e instante determinados. La probabilidad de encontrar a un electrón en un espacio determinado, llamado orbital atómico o nube electrónica, era de 95-99%.
INCONSISTENCIAS:
El modelo de Schrödinger, no fija trayectorias determinadas para los electrones, sólo la probabilidad de que se hallen en una zona. Este modelo explica parcialmente los espectros de emisión de todos los elementos; sin embargo, han sido necesarias nuevas mejoras del modelo para explicar otros fenómenos espectrales.
Sommerfeld
Arnold Schoenberg
EL EXPERIMENTO DE GOLDSTEIN: PARTÍCULAS POSITIVAS
En 1886 un científico alemán llamado Eugen Goldstein llevó a cabo experimentos con tubos de descarga en gas con catódos perforados. Goldstein encontró que, aunque se formaban electrones que se desplazaban hacia el ánodo como de costumbre, también se formaban iones positivos que salían disparados en dirección opuesta hacia el cátodo. Algunas de estas partículas positivas atravesaban los orificios del cátodo. En 1907 un estudio de la desviación de estas partículas en un campo magnético indicó que su masa era variable. Más tarde se demostró que las partículas más ligeras, que se formaban cuando había un poco de hidrógeno gaseoso en el tubo, tenían una masa 1837 veces mayor que la de un electrón.
EL EXPERIMENTO DE MILLIKAN DE LA GOTA DE ACEITE: CARGA ELÉCTRICA.
La carga del electrón se determinó en 1909. Un físico estadounidense, Robert A. Millikan, hizo expermientos con gotas de aceite eléctricamente cargadas en un campo eléctrico. Se utiliza una botella aspersora para inyectar minúsculas gotas de aceite. Algunas de las gotitas adquieren carga negativa al recoger electrones en virtud de la fricción que se produce cuando las partículas se rozan la abertura de la boquilla de aspersión u otras partículas. (Esta carga es electricidad estática, la misma que adquieres al caminar sobre una alfombra de nylon). Se puede determinar la masa de las gotitas en función de la rapidez con la que caen en el aire por influencia de la gravedad. A medida que las partículas caen entre las placas cargadas, las que tienen carga negativa experimentan una atracción hacia arriba, hacia la placa positiva. La diferencia de voltaje entre las placas se puede ajustar de modo que la partícula permanezca inmóvil, con la atracción de la placa positiva hacia arriba equilibrada exactamente por la atracción de la gravedad hacia abajo. La relación masa/carga de la partícula se calcula a partir del voltaje necesario para establecer este empate. Como la masa ya se ha determinado con base en caída libre de la gotita, se puede calcular la carga de la misma. La diferencia de carga más pequeña posible entre dos gotitas se tomó como la carga de un electrón individual.
Experimento de Thomson
Nueva imagen
Historia de los Modelos Atómicos
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