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UNIDAD I
Evolución del pensamiento
científico y estructura atómica
de la materia.
EL MODELO ATOMICO
ORIGEN Y EVOLUCION
El concepto de átomo surgió en la
antigua Grecia, lo planteó
Demócrito Leucipo(460-370 a. C.).
Para él, toda la materia
estaba hecha de componentes
muy pequeños que eran
indivisibles, a los que llamó
átomos.
Teoría de los cuatro elementos
Empédocles
(cerca del 450 AC
Aristoteles
John Dalton (1766 – 1844)
Fue el primero en aplicar el concepto de átomo
Para explicar los fenómenos químicos. Entre
sus postulados de su teoría atómica se
encuentran los siguientes:
• Toda la materia esta constituida por átomos
• Los átomos de un elemento son idénticos
• Los átomos son indivisibles e indestructibles.
Además introdujo la primera simbología química
HIDROGENO NITROGENO
POTASA
HIERRO
CARBONO
COBRE
OXIGENO
FOSFORO
AZUFRE
CAL
PLOMO
PLATA
ORO
BARITA
SOSA
MERCURIO
Teoría de los cuatro elementos
Empédocles
(cerca del 450 AC
Aristoteles
NATURALEZA ELECTRICA DE LA MATERIA
Actividad de indagación:
“La electricidad en el día a día”
a) ¿Cómo se relaciona la electricidad con lo observado en esta actividad?
b) ¿Qué cambios ocurrirán en el globo después de frotarlo?
c) Representa por medio de un dibujo o esquema el fenómeno observado?
Experimento de Thomson: Rayos catódicos
Preguntas para los alumnos:
•¿Qué faltó en la idea del átomo propuesta por los griegos?
• Según tus actuales conocimientos, ¿son correctos los postulados de Dalton?
• Investiga a través de Internet, dos ejemplos de aplicación moderna del tubo
de rayos catódicos.
Joseph John Thomson (1856 – 1940)
Físico Británico, fue el descubridor de los
electrones, si bien ya se sabia de la naturaleza
eléctrica de la materia, no fue hasta sus
experimentos de rayos catódicos, los que
determinaron la existencia de los electrones.
Primer modelo de átomo
Ernest Rutherford (1871 – 1937)
Físico Neocelandés. Fue discípulo de J.J.
Thomsom, fue el descubridor del núcleo
atómico al que asigno carga positiva (+) ya
que eran estos los que cambiaban las
trayectorias de partículas a al chocar con un
a lamina de oro.
modelo atómico con
núcleos y orbitas
electrónicas
Experimento de Rutherford: Descubrimiento del Protón
Experimento de Rutherford: Descubrimiento del Protón
LAS PARTICULAS QUE COMPONEN EL
ATOMO
Partícula Símbolo. Carga Ubicación Masa,g
-24
Protón
p+
+1
núcleo
1,67x10
Neutrón
n°
0
núcleo
1,67x10-24
electrón
e-1
exterior
9,11x10-28
El neutrón fue descubierto en 1930 por el físico James Chadwick
NUMERO ATOMICO Y NUMERO MASICO
C
A
Z
X
A – Masa atómica
Nº Total Protones y Neutrones
Z – Número atómico
Nº Total Protones o de Electrones
C – Carga
Valores + o -
Isótopos de Hidrogeno
Hidrogeno
Deuterio
Tritio
INICIO DE LA ERA
CUANTICA:
MODELO ATOMICO ACTUAL
¿Qué ocurre con el electrón
cuando gira alrededor del núcleo?
ENERGIA CUANTIZADA O QUANTUM DE ENERGIA
Niels Bohr (1885 – 1962)
Físico Danés, colaborador de Thomsom y
Rutherford, incorporó al modelo el “quántum de
energía” propuesto por Max Planck (1858-1947),
que consiste en que la energía viene en
unidades fundamentales (paquetes de energía)
llamadas fotones.
modelo atómico cuantizado
Así, el modelo de Bohr sitúa los electrones sin
que giren libremente a cualquier distancia del
núcleo, sino que ocupan un espacio
determinado a una cierta distancia del núcleo,
describiendo una ruta por la cual transitan los
electrones, conocida como niveles de energía.
Cada nivel es distinto de otro en su tamaño y
energía, dependiendo de la distancia a la cual se
encuentren del núcleo.
Espectro visible de Hidrogeno
Series de Balmer
Espectro visible de Hidrogeno
MODELO ATOMICO DE BOHR
• Un nivel de energía es una región del espacio en donde podemos
encontrar un electrón.
• En cada nivel de energía hay espacios en las que existe la
probabilidad de encontrar un electrón, esta zona se denomina orbital.
POSTULADOS DE BOHR
• Los átomos poseen un núcleo central en el que se concentra casi la
totalidad de su masa.
• Los electrones giran en órbitas fijas y definidas, que corresponden a
niveles de energía (n), con valores 1, 2, 3,…desde la órbita más cercana al
núcleo.
• Los electrones más cercanos al núcleo tienen menor energía que los
más alejados de él.
• Mientras un electrón gira en una determinada órbita, no consume ni
libera energía: se dice que se encuentra en un estado fundamental.
• Cuando un electrón absorbe energía desde una fuente externa, cambia
de nivel, lo que se denomina “salto electrónico”, y deja al átomo en un
estado excitado. Este estado es inestable, por lo que el electrón reemitirá
la energía absorbida en forma de un fotón (quántum de energía) volviendo
al estado fundamental.
• El número máximo de electrones por nivel de energía corresponde al
valor de la fórmula 2n2.
Louis Victor de Broglie (1892 – 1987)
Físico Francés, propuso una nueva idea al
comportamiento atómico, la posibilidad que las
partículas tuvieran propiedades ondulatorias.
Idea que se comprobó al detectarse la
difracción de un haz de electrones.
Asociación de ondas
a orbitas quánticas
PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISENBERG
Actividad de Indagación:
¿Se puede determinar con exactitud la velocidad y posición de un
electrón?
¿Se puede saber?
En 1927, el físico alemán Werner Heisenberg (1901-1976), asumiendo el comportamiento
ondulatorio de los electrones, planteó que es imposible conocer simultáneamente la posición
y velocidad de un electrón. Cuanto más exacta sea la determinación de una de estas
variables más inexacta será la de la otra. Es decir, no se puede determinar con precisión el
recorrido que los electrones siguen cuando se mueven en torno al núcleo.
Erwin Schrödinger (1887 – 1961)
Físico Austriaco, propuso las bases del modelo
atómico moderno: “las funciones de onda” ( ).
Aparecen los números cuánticos y el concepto
de “Orbital”
Ecuación de Schrödinger
 =
 
n : principal
l : momento angular
m : magnético
s
: spin
MODELO ATOMICO ACTUAL
Actividad de Indagación:
Posibles preguntas:
MODELO ATOMICO ACTUAL
(relacionar con la actividad anterior)
En el modelo atómico actual se define el concepto de orbital atómico como
una región del espacio alrededor del núcleo en la que la probabilidad de
encontrar un electrón es alta. Para describir cómo se ordenan los electrones
del átomo, se considera que:
• Los orbitales se encuentran organizados en niveles de energía. Estos
niveles van del 1 al 7.
• Mientras más lejos están los electrones del núcleo, mayor es su nivel de
energía.
• Cada nivel de energía se divide en subniveles.
• Un subnivel está compuesto de orbitales que tienen las mismas
características dentro de un nivel de energía.
MODELO ATOMICO ACTUAL
NUMEROS CUANTICOS
Los estados de energía permitidos para un electrón están determinados por
los números cuánticos
n : principal (nivel de energía)
l : secundario (forma del orbital y
energía del subnivel: s, p, d, f)
ml : magnético (orientación del
orbital en el espacio: 0, + 1, + 2, … )
s : espín
¿Cómo relacionarlos con la
actividad de indagación anterior?