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CLASE Nº 1 Teoría Atómica HABILIDADES Las habilidades que se desarrollarán esta clase son: Reconocimiento Comprensión Aplicación en CONTENIDOS Historia de la Química. Modelos atómicos de Dalton, Thomson, Rutherford-Bohr, Mecano cuántico. Número atómico. Número másico. Átomo neutro, iones positivos y negativos. Isótopos, isóbaros e isótonos. APRENDIZAJES ESPERADOS Conocer la historia de la Química. Conocer y diferenciar los distintos modelos atómicos. Conocer el concepto de número atómico. Conocer el concepto de número másico. Establecer el número de partículas atómicas (protones, neutrones y electrones). ESTRUCTURA DE LA MATERIA La primera idea sobre la estructura de la materia surgió con los filósofos griegos Demócrito y Leucipo el año 450 a.C. Ellos sugirieron que, al dividir cualquier sustancias, se debería llegar a la unidad mínima constituyente e indivisible, el ”ÁTOMO” Éste fue el primer modelo atómico propuesto. MODELOS ATÓMICOS Dalton PRIMER MODELO ATÓMICO La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría atómica, para explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables, DALTON El átomo es la mínima porción de materia que no puede dividirse por ningún proceso conocido. Los átomos de un mismo elemento son iguales tanto en masa, tamaño como en sus demás propiedades. Los átomos de elementos diferentes son también diferentes en todas sus propiedades. Los átomos se combinan entre sí en relaciones enteras sencillas para formar compuestos TUBO DE DESCARGA No dependen del tipo de gas encerrado en el tubo Se desvían hacía el polo positivo cuando se someten a la acción de un campo eléctrico. Pueden desviarse por la acción de un campo magnético Provocan la aparición de sombras Pueden poner al rojo una barra de mica que se interponga en su camino La relación carga/masa es independiente de la naturaleza del gas TUBO DE DESCARGA MODELOS ATÓMICOS Thomson “budín de pasas” MODELOS ATÓMICOS Rutherford-Bohr “modelo planetario” MODELO NUCLEAR El electrón se encuentra girando alrededor de del núcleo; describiendo órbitas circulares de forma similar a los planetas que giran alrededor del sol; denominándose Sistema planetario en miniatura. La fuerza centrífuga que desarrolla al girar el electrón, contrarresta la fuerza de atracción electrostática que ejerce el núcleo (+) sobre el electrón (-). El diámetro del átomo es aproximadamente unas 10000 veces mayor que el diámetro del núcleo. Por lo tanto, el átomo es prácticamente hueco, al poseer espacios interatómicos. BOHR Mientras los electrones permanezcan en un mismo nivel de energía (llamados estados estacionarios por Bohr) no ganan ni pierden energía. Un electrón puede cambiar de un nivel a otro dentro de un mismo átomo ganando o perdiendo una cantidad de energía igual a la diferencia existente entre ambos estados. De este modo, todo cambio energético del electrón corresponderá a saltos que haga entre los estados estacionarios. CUANTOS O FOTONES Un átomo sólo emite energía cuando un electrón salta de un nivel de energía superior a otro inferior y absorbe energía en caso contrario. La energía emitida o absorbida por el átomo recibe el nombre de fotón o cuanto de luz. MODELOS ATÓMICOS Mecánico Cuántico MODELO MECANO CUÁNTICO (ACTUAL): Este modelo esta basado en los siguientes principios: En 1924 Louis de Broglie (Premio Nobel 1921) propuso que el electrón tendría propiedades ondulatorias y de partícula (al igual que la energía lumínica). En 1926 Werner Heisenberg (1901-1976) formula el Principio de Incertidumbre, el cual establece que es imposible determinar simultáneamente la posición y la velocidad exacta de un electrón. En 1927 Erwin Schrodinger (1887-1961) propone una ecuación matemática que da al electrón el carácter de onda y de partícula simultáneamente, ya que incluye la masa del electrón y una expresión que puede considerarse la amplitud de la onda de dicha partícula. PREGUNTA P.S.U. 1. Con su experiencia, Rutherford A) comprobó que en el núcleo atómico están incrustados los electrones B) descubrió el electrón. C) descubrió el neutrón. D) descubrió el protón. E) comprobó que el núcleo atómico está separado de los electrones. E Reconocimiento PARTÍCULAS ATÓMICAS Partícula Carga Protón +1 1 Neutrón 0 1 Electrón -1 Masa 1/1840 Estructura atómica 1ª GRAN IDEA: ÁTOMOS, MOLÉCULAS E IONES Rutherford. Los átomos consisten de un núcleo rodeado de electrones. El número de protones definen el elemento. Los átomos son neutros, la diferencia de protones y electrones determina la carga de los iones. Microscopia de barrido de tunel ¿Podemos ver átomos? Átomos de Níquel Imágenes obtenidas con Microscopio de Barrido de Efecto Túnel ...vemos átomos... Superficie de átomos de Níquel con un átomo de Xenón unido ... y más átomos... Átomos de platino ...“escribimos” con átomos... Átomos de Xenón sobre superficie de Níquel ...en varios idiomas... Átomos de Hierro sobre superficie de átomos de cobre ...¡y también vemos moléculas! Moléculas de monóxido de carbono sobre superficie de platino La estructura de los átomos Partícula Símbolo Carga Absoluta (C) Carga Relat. Masa Absoluta (g) Masa Relativa Electrón e- -1.60 x10-19 -1 9.11 x 10- 0 Protón p+ 1.60 x10-19 +1 1.673x10- 1 Neutrón n0 0 0 1.675x10- 1 Átomo de hidrógeno 28 24 24 PREGUNTA P.S.U. 3. El modelo atómico relacionado con el Sistema Solar tiene que ver con A) Thomson. B) Rutherford. C) Croques. D) Franklin. E) Newton. B Reconocimiento TÉRMINOS EN TEORÍA ATÓMICA NÚMERO ATÓMICO (Z) Es el número de protones que posee átomo y es lo que identifica a elemento. En un átomo neutro, la cantidad protones es igual a la cantidad electrones. un un de de Número atómico y número de masa Z = Número atómico El número de protones determina la identidad del átomo A = Número de masa Nº Protones 11 11N: 19K 17C: : Nº Electrones 11 Nº Protones 19 Nº Electrones 19 Nº Protones 17 Nº Electrones 17 NÚMERO MÁSICO (A) El número másico es la suma de protones y neutrones. En él se expresa la composición nuclear que determina la masa atómica. C 14 : Protones + Neutrones = 14 n0 = A - p+ ÁTOMO NEGATIVO El número de electrones es mayor con respecto al número de protones. También se llama Anión. ÁTOMO NEUTRO Es aquél en el cual el número de protones es igual al número de electrones. ÁTOMO POSITIVO El número de electrones es menor en comparación al número de protones. También se llama Catión. PREGUNTA P.S.U. 7. Si un átomo neutro pierde un electrón A) su carga total no se altera. B) su carga total quedará negativa. C) su carga total queda positiva. D) su masa total disminuye considerablemente. E) resulta un anión. C Comprensión DETERMINACIÓN DE PARTÍCULAS ATÓMICAS 24 12 2 Mg 79 35 16 8 Br O 48 22 Protones 12 2 Ti Neutrones 12 Electrones 10 Protones Neutrones Electrones 35 44 36 Protones Neutrones Electrones 8 8 10 Protones Neutrones Electrones 22 26 22 Iones Cationes Aniones PREGUNTA P.S.U. 10. En un átomo neutro con 22 electrones y 26 neutrones, su número atómico y número másico son respectivamente A) 22 y 26 B) 26 y 48 C) 26 y 22 D) 48 y 22 E) 22 y 48 E Aplicación Isótopos ISÓTOPOS Átomos que presentan igual número atómico, pero distinto número másico. Se establece en átomos de un mismo elemento. Ejemplo: 15 16 17 O O O 8 8 8 Isótopos comunes Isótopo Abundancia Masa (uma) Relativa (%) 1 2 H H 6 7 Li Li 10 11 B B 99.985 1.007825 0.015 2.01410 7.42 6.01512 92.58 7.01600 19.7 10.0129 80.3 11.00931 ISÓBAROS Átomos que presentan igual número másico y distinto número atómico. Ejemplo: 14 14 C N 6 7 ISÓTONOS Son átomos que presentan distinto número másico, distinto número atómico, pero tienen igual número de neutrones. Ejemplo: 11 12 B C 5 6 PREGUNTA P.S.U. 12. Un átomo posee 19 protones, 20 neutrones y 19 electrones. ¿Cuál de los siguientes átomos es su isótono? A) 19A21 B) 19B20 C) 18C38 D) 39D58 E) 20E39 C Aplicación ISÓBAROS, ISÓTOPOS E ISÓTONOS Identifique cuál (es) de las siguientes parejas son Isóbaros, Isótopos o Isótonos. 16 8 28 13 O Al 15 8 28 12 O Isótopos Mg Isóbaros 1 1 14 7 107 47 3 1 H H N Ag 12 6 C 12 5 107 46 Isótopos B Isótonos Pd Isóbaros 14 6 C Isótopos SÍNTESIS DE CONTENIDOS Teoría atómica Átomo Partículas subatómicas Electrón Pérdida Catión Ganancia Anión Protón Nº atómico Neutrón Nº másico