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FÍSICA Y QUÍMICA 3.º ESO
Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
La materia:
propiedades eléctricas y el átomo
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Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
Esquema de contenidos
Para empezar, experimenta
La materia: propiedades eléctricas y el átomo
y piensa
Átomos
Naturaleza eléctrica de la materia
Partículas
subatómicas
El átomo
Isótopos
Iones
Versorio
Electroscopio
Modelos atómicos
Péndulo eléctrico
Modelo atómico
de Thomson
Modelo atómico
de Rutherford
Modelo atómico
de Bohr
Experiencia de
la lámina de oro
El método científico y los modelos atómicos
Radiactividad
Fisión y fusión nuclear
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Modelo atómico
actual
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Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
CLIC PARA CONTINUAR
Para empezar, experimenta y piensa
¿Es posible que los papelitos se agiten
dentro de la caja sin moverla?
¿Cómo crees que lo hemos conseguido?…
Se han mezclado la sal y la pimienta…
¿Serías capaz de separarlas?
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Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
CLIC PARA CONTINUAR
Naturaleza eléctrica de la materia
El ámbar y el vidrio se electrizan con diferente carga cuando son frotados con lana o seda, respectivamente.
Dos trozos de ámbar
electrizados se repelen.
Dos trozos de vidrio
electrizados se repelen.
Un trozo de vidrio y otro
de ámbar electrizados
se atraen.
Cuando se acercan dos cuerpos con carga eléctrica neta del mismo signo, se repelen,
y cuando se acercan dos cuerpos con carga eléctrica neta de distinto signo, se atraen.
FUERZAS ENTRE CARGAS ELÉCTRICAS
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Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
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El electroscopio
Barra cargada
Tapón
corcho
El electroscopio es un aparato que sirve para
detectar cuerpos cargados.
Barra cargada
de
Barra
metálica
Barra cargada
Bola
metálica
Por contacto
Láminas
metálicas
Por inducción
Si tocamos la varilla con
una barra metálica, se
descarga.
+++
+ +
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Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
CLIC PARA CONTINUAR
El péndulo eléctrico
Coulomb
+ + + +
+ + + +
ATRACCIÓN
+
REPULSIÓN
ATRACCIÓN
REPULSIÓN
+
+
+
+
+
+
+
+
+
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Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
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CLIC PARA CONTINUAR
El versorio
El versorio fue inventado por William Gilbert hacia
el año 1600 para detectar cuerpos cargados.
Contacto
Lámina fija
+ +
++
+ +
++
Escala
Lámina móvil
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Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
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CLIC PARA CONTINUAR
Partículas subatómicas
Gotitas de aceite
electrizadas
Placa cargada
positivamente
Atomizador
+
+
Ajustando el voltaje
se consigue dejar la
gota en suspensión.
+
+
Robert Millikan midió la carga de la gota en
suspensión y encontró que, para distintas
gotitas, la carga era siempre múltiplo de una
carga elemental.
La carga del electrón es de 1,602 · 10−19 C.
Gas
Microscopio
Placa cargada
negativamente
Gotita de aceite
en suspensión
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CLIC PARA CONTINUAR
Átomos
CLORO
SODIO
Número másico, A
35
17
23
Cl
11
Na
Número atómico, Z
17
Número de protones
11
17
Número de electrones
11
A – Z = 35 – 17 = 18
Número de neutrones
A – Z = 23 – 11 = 12
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Isótopos
Se llaman isótopos los átomos que tienen el mismo
número de protones y se diferencian en el número de
neutrones. Por tanto, presentan el mismo Z y diferente A.
Protio
1
1H
Deuterio
2
1H
Tritio
Casi todos los elementos químicos presentan isótopos. Habitualmente, todos los
isótopos de un elemento reciben el mismo nombre; como excepción, el hidrógeno
tiene tres isótopos que poseen un nombre propio.
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3
1H
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Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
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Iones
CATIÓN
ANIÓN
8+
3+
3–
Li neutro
8–
O neutro
Átomo de oxígeno (O)
Átomo de litio (Li)
3+
2–
Li+ catión
8+
10 –
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O2 – anión
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Modelo atómico de Thomson
Según Thomson, el átomo debía ser como una gran
masa de carga positiva, e insertados en ella debían
estar los electrones.
La carga negativa de los electrones compensaba
la carga positiva, para que el átomo fuera neutro.
Carga positiva
Cargas negativas
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Experiencia de la lámina de oro
Una de cada 10 000 partículas
alfa rebotaba al llegar a la lámina
y volvía hacia atrás.
Lámina de oro
Una pequeña proporción de
partículas alfa atravesaba la
lámina, pero sufrían una leve
desviación.
Plomo
Película fotográfica
Partículas α
Mineral de uranio
La mayoría de las partículas alfa
atravesaba la lámina de oro sin
desviarse.
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Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
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Modelo atómico de Rutherford
Con el modelo de Rutherford queda totalmente
explicada la experiencia de la lámina de oro.
Electrones
Partículas que pasan
cerca de un núcleo
y su trayectoria
se desvía.
Núcleo
Partículas alfa
que llegan a la lámina
de oro y la atraviesan
sin desviarse, ya que
no encuentran ningún
obstáculo.
Solo una pequeñísima
proporción de
partículas choca con
un núcleo, es repelida
y vuelve hacia atrás.
El átomo está formado por un núcleo muy pequeño
y una corteza.
En el núcleo está concentrada toda su carga
positiva y casi toda su masa; en la corteza están
los electrones girando alrededor del núcleo.
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Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
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Modelo atómico de Bohr
Según el modelo atómico de Bohr, los electrones
de la corteza giran alrededor del núcleo
describiendo solo determinadas órbitas circulares.
Electrones
Núcleo
Átomo de
sodio (Na)
Átomo de
fósforo (P)
Átomo de
oxígeno (O)
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Modelo atómico actual
Un orbital es una región del espacio en la que existe una
probabilidad máxima de encontrar al electrón.
Orbital 1s
z
Orbital 2s
z
z
y
y
y
x
x
x
Orbital 2px
Orbital 2py
Orbital 2pz
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Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
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El método científico y los modelos atómicos
Observaciones. Thomson y otros científicos
realizaron una serie de experiencias que
permitieron aislar y determinar la masa y la carga
de las partículas del átomo.
1
Conclusiones y publicación.
Se acepta como válido el modelo
atómico de Rutherford.
El análisis de los datos indicó
que la hipótesis inicial no era cierta.
Nueva hipótesis.
El átomo está formado
por un núcleo muy pequeño, en el
que están concentradas
la carga positiva y casi
toda la masa del átomo,
y una corteza mucho mayor, donde se
hallan los electrones girando
alrededor del núcleo.
(Modelo atómico de Rutherford.)
2
Hipótesis. El átomo debe ser como
una gran masa de carga positiva,
e insertados en ella deben estar los
electrones.
(Modelo atómico de Thomson.)
7
8
6
3
¿Hipótesis cierta?
Para comprobar la hipótesis
de Thomson se idean
experiencias.
5
Análisis de datos. Analizaron
4
las huellas que las partículas alfa
que bombardeaban la lámina de oro
dejaban sobre la película fotográfica
Experimentación. Geiger y Marsden realizaron la experiencia de la lámina de oro.
que rodeaba el conjunto.
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Radiactividad
La pérdida o ganancia de algunas partículas subatómicas
es el fenómeno de la radiactividad.
Rayos α
Rayos β
Rayos γ
Placa de
aluminio
Hormigón
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Unidad 4: La materia: propiedades eléctricas y el átomo
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Fisión y fusión nuclear
La rotura del núcleo de ciertos isótopos
de algunos elementos químicos para dar
otros núcleos más pequeños se denomina
fisión nuclear.
neutrón
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núcleo
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Enlaces de interés
Experiencia de Rutherford
Marie Curie y la radiactividad
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Animaciones: 1.ª página
Estructura electrónica
Configuración electrónica
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Formación de núcleos atómicos
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Fisión y fusión nuclear
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