Unidad 4 : "Estructura del átomo" (3º ESO)

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Estructura
del átomo
3º ESO

2. Estructura del átomo
 Teoría atómica de Dalton
 Electrización de la materia
 Las partículas atómicas
 Modelo atómico de Thomson
 Modelo atómico de Rutherford
 Modelo atómico de Bohr
 Identificación de los átomos
 Radiactividad y energía nuclear

3. Teoría atómica de Dalton
TEORÍA ATOMISTA: El filósofo griego Demócrito, en el siglo IV a.C.,
pensaba que la materia estaba formada por pequeñísimas
partículas a las que llamó átomos (“indivisibles” en griego).
TEORÍA CONTINUISTA: Aristóteles rechazó la teoría atomista y
defendió que un cuerpo podía dividirse indefinidamente. Suponía
que la materia estaba formada por la combinación de cuatro
elementos: fuego, aire, tierra y agua.
Las ideas de Aristóteles se tomaron como ciertas hasta finales del
siglo XVIII.

4. Teoría atómica de Dalton (2)
En 1808, John Dalton publicó su teoría atómica,
que retomaba las antiguas ideas de Demócrito:
1.La materia está formada por minúsculas
partículas indivisibles e inalterables llamadas
átomos.
2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí
(tienen igual masa y propiedades). Los átomos de elementos
distintos tienen propiedades diferentes.
3. Los compuestos se forman al combinarse átomos de dos o más
elementos en proporciones fijas.
4. En las reacciones químicas, los átomos se intercambian de una a
otra sustancia, pero ningún átomo se crea ni se destruye.

5. Teoría atómica de Dalton (3)

6. Electrización de la materia
• El griego Tales de Mileto, en el siglo VII a.C., sabía que al frotar el
ámbar con un trozo de piel, ambos eran capaces de atraer
pequeños materiales ligeros como unos trozos de pluma.
• La palabra electricidad procede del griego “elektron” (ámbar).
• Los cuerpos pueden electrizarse por frotamiento y por contacto.
• En los siglos XVII y XVIII, C. du Fay y B. Flanklin, dedujeron que hay
dos tipos de electricidad: positiva y negativa.

7. Electrización de la materia (2)
• Los fenómenos eléctricos son una manifestación de la carga
eléctrica de la materia, que puede ser positiva o negativa.
• Los fenómenos de electrización se ponen de manifiesto cuando se
produce un desequilibrio en el numero de cargas positivas y
negativas.
• Las cargas del mismo signo se repelen, y las de distinto signo se
atraen.
• La unidad de carga eléctrica en el SI es el culombio (C).
• ¿Las cargas eléctricas (que la materia puede ganar o perder)
forman parte de los átomos?

8. Las partículas atómicas
Descubrimiento del ELECTRÓN: Al final del s. XIX los experimentos
realizados sobre la conducción de la electricidad en los gases,
dieron como resultado el descubrimiento de los rayos catódicos.
J.J. Thomson demostró en 1897 que dichos rayos estaban
formados por pequeñas partículas con masa y carga negativa que
fueron bautizadas con el nombre de electrones.

9. Las partículas atómicas (2)
Descubrimiento del PROTÓN: Como los átomos
son eléctricamente neutros, además de los
electrones deben de tener partículas con carga
positiva. Diversas experiencias permitieron
descubrir el protón a E. Rutherford en 1919.
Descubrimiento del NEUTRÓN: J. Chadwick,
en 1932, descubrió que en los átomos hay una
tercera partícula que no tiene carga eléctrica,
que se llamó neutrón.

10. Las partículas atómicas (3)
Los átomos están formados por tres tipos de partículas:
•Electrones, con carga eléctrica negativa.
•Protones, con carga eléctrica positiva y una masa mucho mayor
que los electrones.
•Neutrones, sin carga eléctrica y con una masa similar a los
protones.

11. Modelo atómico de Thomson
En 1904, Thomson imaginó el átomo como una especie de esfera
positiva continua en la que se encuentran incrustados los electrones,
más o menos como las uvas pasas en un pudin.
Este modelo del “pudin de pasas” de Thomson
era bastante razonable y fue aceptado durante
varios años, ya que explica varios fenómenos:
• Los átomos son eléctricamente neutros.
• La electrización de la materia.
• La formación de iones.

12. Experiencia de Rutherford
En 1911, E. Rutherford bombardeó una lámina muy fina de oro
con partículas alfa (positivas) procedentes de un material
radiactivo, a gran velocidad. El experimento permitió observar el
siguiente comportamiento en las partículas alfa:
•La mayoría de ellas atravesaban la lámina sin desviarse.
•Algunas de desviaban ligeramente.
•Una de cada 10 000 partículas rebotaron hacia atrás.
El comportamiento de las partículas no podía ser explicado con
el modelo de Thomson, así que Rutherford lo abandonó y sugirió
otro basado en el átomo nuclear.

13. Modelo atómico de Rutherford
E. Rutherford, para explicar los resultados de su experiencia,
propuso en 1911 el llamado modelo atómico nuclear:
•El átomo está formado por un núcleo y una corteza.
•El núcleo es la parte central, de tamaño muy pequeño, que
contiene los protones y neutrones (y por tanto allí se concentra
toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo).
•La corteza es casi un espacio vacío, inmenso en relación con las
dimensiones del núcleo. Los electrones giran alrededor del
núcleo, igual que los planetas alrededor del Sol.
•La corteza tiene tantos electrones como protones hay en el
núcleo, así el átomo es eléctricamente neutro.

14. Modelo atómico de Bohr
El físico danés Niels Bohr realizó una serie de
estudios de los que dedujo que para los
electrones de la corteza no todas las órbitas son
posibles, sino que solo pueden girar en ciertas
órbitas de radios determinados.
En el átomo, los electrones se organizan en
capas o niveles de energía.

15. Modelo atómico de Bohr (2)
La distribución de los electrones en las capas se denomina
configuración electrónica y se realiza de la siguiente manera:
•En general una capa puede contener 2n² electrones (n es el nº de
capa) y comienza a llenarse cuando la capa anterior está llena o
tiene 8 electrones.
•La 1ª capa puede contener, como máximo, 2 electrones.
•La 2ª capa puede contener, como máximo, 8 electrones. Comienza
a llenarse una vez que la 1ª ya está completa.
•La 3ª capa puede contener, como máximo, 18 electrones.
Comienza a llenarse una vez que la 2ª capa ya está completa.

16. Identificación de los átomos
Α
Para representar un átomo se utilizan un símbolo y dos números: ΖX
•El símbolo, X, es el del elemento químico .
•El número atómico, Z, indica el número de protones del núcleo.
•El número másico, A, indica el número de protones más neutrones.
Todos los átomos que tienen el mismo número atómico pertenecen al
mismo elemento.
El número de neutrones es la diferencia entre el número másico, A, y el
número atómico, Z.
La masa de un átomo, expresada en unidad de masa atómica (u), es una
cantidad similar al número másico, A.

17. Identificación de los átomos (2)
ISÓTOPOS son átomos del mismo elemento que tienen igual número
atómico pero distinto número másico. Por tanto, se diferencian en el
número de neutrones.
Isótopos del Hidrógeno
Ion positivo o CATIÓN es un átomo que ha perdido electrones, y por
tanto, adquiere carga positiva.
Ion negativo o ANIÓN es un átomo que gana electrones, y entonces,
adquiere carga negativa.

18. Radiactividad y energía nuclear
RADIACTIVIDAD: es la emisión de partículas y radiaciones por
parte de algunos núcleos atómicos inestables. De esta forma los
núcleos de algunos elementos se transforman en núcleos de
átomos de otros elementos.
Las partículas y radiaciones emitidas pueden ser de tres tipos:
•Rayos alfa, α: constan de dos protones y dos neutrones, con lo
que tienen carga positiva.
•Rayos beta, β: son electrones (carga negativa) procedentes del
núcleo atómico.
•Rayos gamma, γ: Son radiaciones de alta energía y no tienen
carga eléctrica.

19. Radiactividad y energía nuclear (2)
Energía nuclear es la que se origina en los procesos de fisión y
fusión nuclear.
FISIÓN NUCLEAR: consiste en la fragmentación de un núcleo
pesado en otros dos núcleos de átomos más pequeños y varios
neutrones. En este proceso se desprende gran cantidad de
energía.
FUSIÓN NUCLEAR: consiste en la unión de varios núcleos ligeros
para formar otro mas pesado y estable, con gran desprendimiento
de energía.