Una guía sobre la historia del desarrollo de la teoría atómica. Incluye los aportes de Bohr y la visión moderna del átomo. Se incluyen animaciones seleccionadas por mí.

1. Nombre
Unidad
3
LECCIÓN
Curso Fecha
Átomos
1
Teoría
Atómica
Moderna
IDEAS CLAVE
A medida que estudies esta lección, ten en mente estas preguntas:
• ¿Cómo están organizados los electrones en un átomo?
• ¿Se puede determinar la ubicación exacta de un electrón?
• ¿Cómo se mueven los electrones entre niveles de energía?
¿Cuál es el Modelo moderno del Átomo?
El
modelo
moderno
del
átomo
es
muy
diferente
al
modelo
propuesto
por
Rutherford.
Recuerda
que
en
el
modelo
atómico
de
Rutherford,
los
electrones
se
podrían
encontrar
a
cualquier
distancia
del
núcleo.
Hoy
en
día,
los
científicos
saben
que
los
electrones
se
encuentran
a
tan
solo
unos
distancias
específicas
del
núcleo.
Además,
hoy
sabemos
que
es
imposible
determinar
con
exactitud
dónde
está
un
electrón
en
un
momento
dado.
EL MODELO ATÓMICO DE BOHR
http://science.sbcc.edu/physics/solar/sciencesegment/bohratom.swf
Herramienta de estudio
Resume A medida que estudies
esta lección, subraya las ideas
principales de cada párrafo.
Cuando hayas finalizado la
lectura, escribe un resumen de la
lección utilizando las ideas
subrayadas.
En
1913,
el
físico
danés
Niels
Bohr
demostró
que
los
electrones
se
pueden
encontrar
sólo
en
ciertos
niveles
de
energía,
o
regiones,
alrededor
del
núcleo.
Los
electrones
deben
ganar
energía
para
pasar
a
un
nivel
de
energía
más
alto.
Ellos
deben
perder
energía
para
pasar
a
un
nivel
más
bajo.
Puedes
utilizar
un
edificio,
tal
como
el
de
la
figura
siguiente,
para
que
te
ayude
a
entender
el
modelo
de
Bohr.
Imaginemos
que
el
núcleo
de
un
átomo
está
en
un
sótano
profundo.
Los
electrones
pueden
estar
en
cualquier
piso,
pero
no
pueden
estar
entre
pisos.
Los
electrones
ganan
energía
para
subir
por
el
ascensor
y
pierden
energía
para
bajar.
¿COMPRENDISTE?
1.
Describe ¿Qué debe pasarle a
un electrón para que se mueva a
un nivel mayor de energía?
4º
nivel
de
energía
3er
nivel
de
energía
2º
nivel
de
energía
1er
nivel
de
energía
En el modelo de Bohr los electrones pueden
ser encontrados en ciertos niveles de energía
alrededor del núcleo
2.
Si un electrón se mueve
desde el tercer nivel de energía
hacia el segundo nivel de
energía, ¿ha ganado o liberado
energía?
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Átomos
.Parte 2

2. Nombre
LECCIÓN 1
Curso Fecha
Teoría atómica moderna, continuación
EL MODELO ATÓMICO MODERNO
http://bcs.whfreeman.com/acsgenchem/content/cat_010/ch04/tutorial/index.swf
¿COMPRENDISTE?
3.
Explica ¿Por qué los científicos
no utilizan el modelo atómico de
Bohr para describir a todos los
elementos?
En
el
modelo
de
Bohr,
los
electrones
orbitan
el
núcleo
tal
como
los
planetas
orbitan
una
estrella.
Sin
embargo,
el
modelo
atómico
de
Bohr
funciona
sólo
para
el
hidrógeno.
Algunos
científicos
se
dieron
cuenta
de
que
otros
elementos
se
describen
mejor
mediante
la
combinación
de
las
ideas
planteadas
por
Bohr,
sobre
los
niveles
de
energía,
con
ideas
sobre
probabilidad.
Imagina
una
hélice
girando
en
un
plano,
como
el
que
se
muestra
a
continuación.
Si
alguien
te
preguntara
donde
se
encuentra
una
de
las
hojas
de
la
hélice
en
un
momento
determinado,
sería
muy
difícil
responder.
Sin
embargo,
podrías
indicarle
que
la
hoja
está
probablemente
en
algún
lugar
dentro
de
la
región
borrosa
en
la
parte
delantera
del
avión.
¿COMPRENDISTE?
4.
Define ¿Qué es un orbital?
De
manera
similar,
no
podemos
saber
al
mismo
tiempo
la
posición
exacta,
ni
la
velocidad
ni
la
dirección
de
un
electrón.
Esto
se
debe
a
que
los
electrones
existen
como
"nubes"
alrededor
del
núcleo.
Por
lo
tanto,
los
científicos
pueden
determinar
sólo
la
probabilidad
de
encontrar
a
un
electrón
en
un
lugar
determinado.
Esta
región
se
llama
un
orbital.
Un
orbital
es
una
región
en
la
que
es
más
probable
que
esté
un
electrón.
La región sombreada es un orbital.
El orbital es la región en la que es
más probable que se encuentre un
electrón.
5.
Identifica Rotula el orbital
en la figura.
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Átomos

3. Nombre
LECCIÓN 1
Curso Fecha
Teoría atómica moderna, continuación
¿Cómo los electrones llenan los niveles de energía?
Dentro
de
un
átomo,
los
electrones
tienen
diferentes
cantidades
de
energía
y
existen
en
diferentes
niveles
de
energía.
Recordemos
que
hay
muchos
niveles
de
energía
posibles
en
un
átomo.
Cada
nivel
de
energía
puede
contener
un
número
específico
de
electrones.
Por
ejemplo,
el
primer
nivel
de
energía
puede
contener
hasta
dos
electrones.
Mientras
más
electrones
posea
un
átomo,
más
niveles
de
energía
están
"llenos".
La
figura
siguiente
muestra
la
cantidad
de
electrones
que
los
diferentes
niveles
de
energía
pueden
mantener.
Los
electrones
llenan
primero
los
niveles
de
energía
más
bajo
y
siguen
a
los
niveles
superiores
sólo
si
el
nivel
de
energía
antes
de
él
se
llena.
Por
ejemplo,
los
átomos
de
litio
tienen
tres
electrones.
Dos
de
los
electrones
llenan
el
primer
nivel
de
energía.
El
tercer
electrón
se
encuentra
en
el
segundo
nivel
de
energía.
Niveles
de
energía
de
los
electrones
32
e-­‐
18
e-­‐
8
e-­‐
2
e-­‐
Nivel
de
energía
4
Nivel
de
energía
3
Nivel
de
energía
2
Nivel
de
energía
1
6.
Infiere ¿Cuán similar es el
modelo atómico moderno al
modelo atómico de Bohr?
Cada nivel de energía
puede contener un
número diferente de
electrones.
7.
Describe Un átomo
contiene nueve electrones.
¿En qué niveles de energía
estarán localizados los
electrones?
Los
electrones
del
nivel
de
energía
externo
de
un
átomo
son
los
electrones
de
valencia.
Los
electrones
de
valencia
determinan
las
propiedades
químicas
de
un
átomo.
Por
ejemplo,
todos
los
átomos
con
un
electrón
de
valencia
se
comportan
de
una
manera
similar.
Cada
nivel
de
energía
contiene
uno
o
más
subniveles.
Hay
cuatro
tipos
diferentes
de
subniveles.
Cada
tipo
de
subnivel
está
representado
por
una
letra
diferente:
s,
p,
d,
f.
Cada
subcapa
tiene
una
forma
diferente.
Cuanto
menor
es
el
nivel
de
energía,
menos
subcapas
están
en
el
nivel
de
energía.
Por
ejemplo,
el
primer
nivel
de
energía
contiene
sólo
una
subcapa
s.
El
tercer
nivel
de
energía
contiene
los
subniveles
s,
p,
d.
Cada
subcapa
contiene
uno
o
más
orbitales.
Cada
orbital
puede
contener
hasta
dos
electrones.
Un
subnivel
s
contiene
sólo
un
orbital,
por
lo
que
puede
contener
hasta
dos
electrones.
Un
subnivel
p
contiene
tres
orbitales,
como
se
muestra
en
las
figuras
de
la
página
siguiente.
Los
diferentes
orbitales
tienen
diferentes
orientaciones
o
direcciones
en
el
espacio.
Cada
orbital
puede
contener
hasta
dos
electrones.
Por
lo
tanto,
los
tres
orbitales
juntos
del
subnivel
p
pueden
contener
hasta
seis
electrones.
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¿COMPRENDISTE?
8.
Define ¿Qué son los
electrones de valencia?
¿COMPRENDISTE?
9.
Describe ¿Cuántos electrones
puede mantener un subnivel s?
GAtoledo, Depto. de Ciencias, SFC, 20143
Átomos

4. Nombre
LECCIÓN 1
Curso Fecha
Teoría atómica moderna, continuación
y
z
y
z
y
z
10.
Compara ¿Cómo se
diferencian entre sí los tres
orbitales p?
x x x
Hay tres clases de orbitales p.
Las
forma
de
los
orbitales
d
y
f
son
muy
complejas.
Es
muy
difícil
mostrarlos
a
través
de
un
dibujo.
Hay
cinco
tipos
de
orbitales
d.
Por
lo
tanto,
todos
los
orbitales
d,
en
conjunto,
pueden
albergar
hasta
diez
electrones.
Hay
siete
tipos
diferentes
de
orbitales
f,
por
lo
que
todos
los
orbitales
f,
en
conjunto,
pueden
contener
hasta
14
electrones.
ELECTRONES Y ORBITALES
Discute Puede ser difícil
entender los niveles de
energía y orbitales. Después
de leer sobre los niveles de
energía y orbitales, discute
cualquier pregunta que tengas
con un grupo pequeño.
11. Concluye Luego de la
discusión, escribe las
conclusiones:
_______________________
_______________________
_______________________
_______________________
_______________________
_______________________
_______________________
_______________________
Cada
nivel
de
energía
contiene
un
cierto
número
de
orbitales.
Cada
orbital
puede
contener
dos
electrones.
Por
lo
tanto,
el
número
de
orbitales
determina
el
número
total
de
electrones
en
ese
nivel
de
energía.
Por
ejemplo,
el
segundo
nivel
de
energía
de
un
átomo
tiene
cuatro
orbitales:
un
orbital
s
y
tres
orbitales
p.
Por
lo
tanto,
el
segundo
nivel
de
energía
puede
contener
hasta
ocho
electrones.
La
siguiente
figura
muestra
el
número
máximo
de
electrones
en
cada
nivel
de
energía.
Nivel
de
energía
Número
de
Número
total
orbitales
por
tipo
de
orbitales
s
1
2
3
4
1
1
1
1
3
3
3
5
5 7
p d f
1
1+3=4
1+3+5=9
1 +
3 +
5 +
7 =
16
Nº
máximo
de
electrones
2
8
18
32
12.
Describe Un átomo tiene
electrones en los niveles de
energía primero y segundo.
¿Cuál es el mayor número de
electrones que podría tener
dicho átomo?
¿Cómo pueden moverse los electrones en un átomo?
Un
electrón
nunca
se
encuentra
entre
los
niveles
de
energía.
En
vez
de
esto,
"salta"
de
un
nivel
al
siguiente.
¿Qué
le
ocurre
a
un
electrón
para
que
pueda
moverse
de
un
nivel
de
energía
a
otro?
Los
electrones
se
mueven
entre
los
niveles
de
energía
cuando
un
átomo
gana
o
libera
energía.
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Átomos

5. Nombre
LECCIÓN 1
Curso Fecha
Teoría atómica moderna, continuación
ESTADO FUNDAMENTAL Y ESTADO EXCITADO
El
estado
más
bajo
de
energía
de
un
electrón
se
llama
su
estado
fundamental.
Cuando
un
electrón
gana
energía,
se
mueve
a
un
estado
excitado
en
un
nivel
de
energía
más
alto.
Los
electrones
ganan
energía
cuando
absorben
fotones.
Un
fotón
es
la
unidad
más
pequeña
de
energía
de
la
luz.
Cuando
un
electrón
cae
a
un
nivel
de
energía
inferior,
libera
un
fotón.
Los
fotones
tienen
diferentes
energías.
La
energía
de
un
fotón
afecta
a
cual
nivel
de
energía
puede
moverse
un
electrón.
Cuanto
mayor
es
la
energía
del
fotón
mayor
es
el
nivel
de
energía
al
que
puede
saltar
el
electrón.
¿COMPRENDISTE?
13.
Define ¿Qué es el estado
fundamental de un electrón?
Un fotón es
absorbido
Clave:
Electrón Nivel de energía
Cuando un electrón absorbe un fotón, el electrón puede saltar
a un nivel más alto de energía.
13.
Identifica En la figura,
rotula correctamente a las
ilustraciones con “estado
fundamental” o con “estado
excitado”
ÁTOMOS Y LUZ
La
energía
de
un
fotón
está
relacionada
con
la
longitud
de
onda
de
la
luz.
Los
átomos
de
un
elemento
dado
sólo
pueden
ganar
o
perder
energía
en
cantidades
específicas.
Estas
cantidades
de
energía
corresponden
ciertas
longitudes
de
onda
o
colores
de
la
luz.
Por
lo
tanto,
los
colores
de
luz
que
son
emitidos
o
absorbidos
por
un
elemento
pueden
utilizarse
para
identificar
al
elemento.
Por
ejemplo,
los
letreros
de
neón
utilizan
energía
de
la
electricidad
para
excitar
a
los
átomos
del
gas
neón.
Primero,
los
átomos
de
neón
obtienen
energía
y,
luego,
la
liberan
en
forma
de
luz.
La
longitud
de
onda
de
la
luz
visible
determina
el
color
de
la
luz.
Los
fuegos
artificiales
son
otro
ejemplo.
Los
colores
de
los
fuegos
artificiales
son
producidos
cuando
arden
las
sales
de
magnesio,
de
aluminio
y
de
sodio.
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Átomos

6. Nombre Curso Fecha
Revisión
VOCABULARIO
orbital
una región en un átomo donde hay una
alta probabilidad de hallar electrones.
fotón
una unidad o quantum de luz; una
partícula de radiación electromagnética que
tiene masa cero en reposo y lleva un quantum
de energía.
Electrón
de
valencia
un electrón que se encuentra en la
capa más externa de un átomo y que determina las
propiedades químicas del átomo.
1. Aplica Conceptos Los
electrones
de
valencia
de
un
átomo
están
en
el
segundo
nivel
de
energía.
¿En
cuál
de
los
dos
orbitales
podrían
estar
sus
electrones
de
valencia?
2. Describe Relaciones ¿Cómo
se
relacionan
los
niveles
de
energía
y
los
orbitales?
3. Describe Un
átomo
de
nitrógeno
contiene
siete
electrones.
Describe
el
número
de
electrones
en
cada
nivel
de
energía
presente
en
un
átomo
de
nitrógeno.
4. Infiere ¿Cuántos
electrones
de
valencia
tiene
un
átomo
de
nitrógeno?
Explica
tu
respuesta.
5. Explica De
acuerdo
con
la
teoría
atómica
moderna,
¿qué
no
pueden
saber
los
científicos
sobre
un
electrón?
6. Aplica Conceptos El
aluminio
tiene
un
número
atómico
de
13.
¿En
cuáles
niveles
de
energía
están
los
electrones
en
un
átomo
de
aluminio?
(Pista:
Recuerda
que
los
átomos
tienen
el
mismo
número
de
electrones
que
de
protones.)
7. Identifica ¿Cuántos
electrones
de
valencia
tiene
un
átomo
de
aluminio?
Explica
tu
respuesta.
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Átomos