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I.E.S. Las Viñas, Manilva (Málaga) F.Q. 4º ESO EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LAS IDEAS SOBRE LA CONSTITUCIÓN DE LA MATERIA Fenómenos: leyes naturales, experiencias, etc. • Observaciones de la realidad física en general. • • • • • • Propiedades características de los tres estados de la materia. Cambios de estado. Comportamiento físico de los gases: • Leyes Ponderales de las Reacciones Químicas: • Fenómenos eléctricos: - Carga eléctrica. - Corriente eléctrica. - Existencia de los iones - Existencia del electrón • Teoría Cinético – Molecular de la Materia. (D.Bernouilli, 1738, y otros a principios s. XIX): • • Teoría Atómica y modelo atómico de Dalton (1808): • Modelo atómico de Thomson (1904): - Los átomos son esferas macizas y uniformes con carga eléctrica positiva, y tienen incrustados electrones, partículas materiales muy pequeñas con carga eléctrica negativa. - El número de electrones de un átomo es el necesario para compensar su carga Muchas propiedades de las sustancias. Muchas transformaciones de las sustancias (reacciones químicas). Reacciones químicas en general y sus leyes. Fenómenos eléctricos: carga eléctrica, corriente eléctrica, etc. • Fenómenos eléctricos: carga eléctrica, corriente eléctrica, etc. • • Radiactividad Rayos X - Los elementos químicos están formados por partículas pequeñísimas llamadas átomos. - Los átomos son indivisibles e inalterables. - Todos los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y otras propiedades. Los átomos de elementos distintos se diferencian en su masa y otras propiedades. - Los compuestos químicos están formados por la unión de átomos de diferentes elementos, que se combinan entre sí en una relación de números enteros sencillos. - Los átomos no se crean ni se destruyen. En una reacción química sólo se redistribuyen. - Ley de Conservación de la Masa (Lavoisier, 1774). - Ley de las Proporciones Definidas (Proust, 1799). - Ley de las Proporciones Múltiples (Dalton, 1808) • • Materia continua, no existe el vacío. Materia discontinua, formada por partículas (átomos) entre los que hay vacío (Demócrito y otros, Grecia antigua). Teoría de los 4 elementos: tierra, agua, aire y fuego (Aristóteles y otros, Grecia antigua). - Materia discontinua, formada por partículas. - Vacío entre partículas. - Movimiento continuo y desordenado de las partículas. - Fuerzas de cohesión entre las partículas. - Interpretación cinético – molecular de la temperatura. - Modelos cinético – moleculares de los tres estados. - Ley de Boyle – Mariotte (1662): Pּ·V = Cte. - Ley de Gay Lussac: P / T = Cte. - Ley de Charles (1787) V / T = Cte. • Otros fenómenos conocidos en la época que no podían explicarse con esas teorías y modelos Explicaciones: hipótesis, teorías y modelos atómicos IES Las Viñas, Dpto. F.Q., Prof. V. Climent Llorca I.E.S. Las Viñas, Manilva (Málaga) F.Q. 4º ESO positiva, de modo que todo átomo en su estado más natural es eléctricamente neutro. - Los átomos pueden ganar o perder electrones, transformándose, respectivamente, en iones con carga neta negativa (aniones) o positiva (cationes). • • Experimento de Rutherford (1910). Absorción y emisión de energía por parte de la materia (los átomos). • • Espectro atómico discontinuo del hidrógeno Inestabilidad teórica del modelo de Rutherford según la física clásica • Falta de fundamentación teórica del modelo de Bohr Espectros de átomos polielectrónicos • • • • • Modelo atómico de Rutherford (1910): • - El átomo está constituido por dos partes: núcleo y corteza. - El núcleo, mucho más pequeño que el propio átomo, alberga casi toda su masa y toda la carga positiva (contiene protones). - La corteza es el espacio vacío alrededor del núcleo donde se encuentran los electrones. Éstas partículas, de tamaño y masa mucho más pequeños que el núcleo, y con carga negativa, giran en órbitas alrededor de éste, atraídos por él por la fuerza electrostática. - La energía de un electrón es mayor cuanto más alejado está del núcleo, o sea, cuanto mayor es el radio de su órbita. - Cuando un átomo absorbe energía, alguno o algunos de sus electrones se alejan del núcleo, pasando a órbitas de mayor radio. - Cuando un átomo emite energía, alguno o algunos de sus electrones se acercan al núcleo, a órbitas de menor radio. • Modelo atómico de Bohr (1913): Asumía todas las ideas de Rutherford pero introducía dos nuevas hipótesis: • - Los electrones pueden girar en torno al núcleo sólo en ciertas órbitas circulares estables. Por tanto, la energía del electrón, y la del átomo en su conjunto, sólo pueden tomar ciertos valores, y no otros. - Cuando un electrón se encuentra en una órbita estable, no emite energía. • • Mecánica Cuántica (entre 1925 y 1930) Modelo cuántico del átomo: - El electrón, al igual que toda partícula material, debe ser considerado también como una onda. - Se sustituye el concepto de órbita electrónica de Bohr por el de orbital electrónico: región del espacio en la que: a) Hay mayor probabilidad de encontrar al electrón en ese estado determinado, si lo consideramos partícula. b) Es mayor la intensidad o densidad del electrón, si lo consideramos como onda. - Los orbitales posibles en un átomo se diferencian unos de otros en energía (nivel y subnivel), tamaño, forma y orientación espacial. Espectros atómicos discontinuos Inestabilidad teórica del átomo de Rutherford Espectros de átomos polielectrónicos Falta de fundamentación teórica del modelo de Bohr Fenómenos relativos al núcleo atómico: radiactividad, estabilidad nuclear, partículas e interacciones fundamentales, etc. IES Las Viñas, Dpto. F.Q., Prof. V. Climent Llorca