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1Nombre de la
Teoría/Modelo/Descubrimiento
2Nombre del
Investigador Principales Aportaciones Limitaciones de
su teoría
Teoría Atomista: Concepciones Filosóficas
Demócrito de Abdera (380 a. C.)
La materia está formada por átomos
Están dotados de velocidad
Movimiento aleatorio en el vacío
Pueden formar agregados de materia enganchándose entre sí
El concepto de átomo sólo era una creación de la razón, producto de la lógica humana No tenía evidencia experimental
Teoría Atomista Leucipo de Abdera (450 a.C. – 370 a. C.)
Sólo hay un tipo de materia
Al dividirla encontraremos un límite, una partícula que ya no se podrá dividir
Teoría Continuista: Cuatro elementos de la materia
Aristóteles (384 – 323 a. C.)
No creía en la existencia de átomos
La materia se reducía a cuatro elementos con características: tierra-seco, agua-húmedo; aire-frío; fuego-caliente
No veía posible la existencia del vacío
Atomismo Epicuro (341- 272 a. C.)
Hizo resurgir la idea de las partículas indivisibles
Podían girar en su movimiento de caída
Se desviaban y podían agruparse
Sin evidencia experimental Fundamentado en especulaciones
Teoría Continuista: Corriente averroísta
Averroes (1126-1198)
Existencia de mínimos naturales
Retomó las ideas Aristotélicas al ser su comentador
Explicación filosófica
Atomistas del s. XVII Daniel Sennert (1572-1637)
Los átomos no están dotados de propiedades mecánicas
Los cuatro elementos están formados por átomos distintos
Cuatro diferentes clases de átomos que corresponden a los cuatro elementos
El combinarse originan una sustancia, se reordenan, mantienen su individualidad y aportan cualidades a las sustancias
Desconoce la energía cinética de los átomos Intenta complementar la teoría atomista con la continuista
Teoría Atomista Pierre Gassendi (1592-1655)
Propiedades de los cuerpos debidas a su estructura corpuscular
Los átomos están dotados de movimiento
Existencia del vacío demostrada por el experimento de Torricelli
Elimina aspectos no aceptados por la religión cristiana
Sesgo religioso y creacionista
1 Martín Reyes, Guillermina. La Química de Dalton. IES Mencey Bencomo.
2 http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esofisicaquimica/impresos/quincena5.pdf
Dios ha creado al mundo y le dio movimiento a los átomos
Los átomos son partículas sólidas e impenetrables con formas y tamaños variables
Explica fenómenos como calor y frio en función de sus formas
Los átomos se unen para formar cuerpos sólidos mediante ganchos
Asociaciones de átomos llamadas moleculae
Las moleculae explica las reacciones químicas
El cuerpo se descompone en moleculae
Atomismo Descartes No admite la existencia del vacío
No admite que la forma de los corpúsculos sea el origen de las propiedades de la materia ni su extensión
Defendía la infinita divisibilidad de la materia
No admite partículas indivisibles como los átomos
No es experimental Elementos filosóficos
Atomismo Robert Boyle (1627-1691)
Utilizó el microscopio par justificar las regularidades observadas en las reacciones químicas
Las propiedades de las sustancias están determinadas por la forma, el tamaño y el movimiento de éstas
El comportamiento de los gases puede explicarse si se considera que la materia está formada por estos corpúsculos que se mueven en el vacío
Los átomos pueden agruparse originando unos agregados complejos llamados primary concretion y que daban lugar a los elementos básicos que forman los cuerpos
Su limitación principal es de tipo tecnológica, ya que no contaba con las herramientas adecuadas para ir más allá de sus observaciones
Atomismo Hook3
(1665) Observó las formas cristalinas y dedujo que se deben al ordenamiento compacto
de minúsculas partículas esféricas, “como si fueran balas de cañón”
Pensaba que la sal de disuelve en agua porque el líquido no es continuo, pues posee espacios vacíos
Conclusiones limitadas, aunque empiezan a basarse en algo más que simples conjeturas
Atomismo Isaac Newton (1642-1727)
Clasifica a los corpúsculos con base en su grado de complejidad y considera que éstas partículas se atraen entre sí de forma recíproca
Dejó de tras la idea de unión de átomos por corchetes, poros y puntas
Aún no presenta un modelo atómico claro
Electricidad. Precursor. Luigi Galvani (1786)
Descubrió la electricidad animal
No proporciona explicaciones sobre la estructura de la
3 Capítulo 3. El Modelo Atómico Nuclear.
materia
Electricidad. Precursor Alessandro Volta (1800)
Desarrolló en Italia la primera batería que generaba corriente eléctrica a partir de una reacción química, con base en dos tipos de monedas de diferentes metales
Es sólo un precursor, la falta de modelo continúa
Atomismo Claude-Louis Berthollet (1748-1822)
Defensor de la teoría newtoniana
Las sustancias reaccionan entre sí porque existen fuerzas de atracción entre ellas
La temperatura y la presión y la concentración, además de la afinidad química, eran responsables del rendimiento obtenido en cada proceso de reacción química, que nunca es del 100%
La reacción llega a un equilibrio y puede ser completa, pero podemos influir en su rendimiento controlando los factores
No existen dichas afinidades No es posible la manipulación de factores pues cada compuesto poseería más de una fórmula química y la combinación se producirá en proporciones distintas
Teoría Equivalentista Louis Proust 1804
En 1799 postuló la Ley de las proporciones definidas
Los compuestos químicos tienen una identidad, están formados por componentes en proporciones definidas
Sentó las bases de la estequimetría
Aún no explica la conformación de los átomos Pero abrió el camino para la teoría atómica de Dalton
Atomismo. Rayos catódicos
Julius Plücker y
Hienrich Geissler
Al agregar dos electrodos metálicos a los extremos del tubo Geissler para conectar un gas evacuado a una alta diferencia de potencial, observaron un fenómeno luminoso en el interior del tubo, debido a una radiación aparentemente emitida del electrodo negativo que viajaba hacia el positivo
El electrodo positivo se llamó ánodo y el negativo cátodo, por lo que esta emisión fue denominada “rayos catódicos”
Modelo
incompleto
Atomismo John Dalton (1766-1844)
En su obra “A New System of Chemical Philosophy” (Un nuevo sistema de filosofía química) publicó su teoría:
1. La materia está formada por una gran cantidad de partículas muy pequeñas (átomos) que se mantienen unidas por fuerzas de atracción
2. Los átomos son indivisibles y son se crean ni se destruyen 3. Todos los átomos de una misma sustancia-elemento son idénticos en forma,
tamaño y masa
Uso indistinto de los conceptos de átomo y molécula, sin distinguirlos No aceptó la ley de Guy-Lussac lo
4. Los átomos de elementos diferentes tienen distinta masa 5. Los átomos de los elementos se pueden agrupar, en un número fijo para originar
moléculas que son las partículas más simples de un compuesto 6. La masa de la molécula de un compuesto es la suma de los átomos
constituyentes 7. Las cantidades de un mismo elemento que se combinan con la cantidad fija de
otro para formar varios compuestos, están en relación de los números enteros sencillos
8. La masa del átomo de un elemento es la misma en todos sus compuestos, por lo que la composición de una sustancia formada por dos elementos A y B puede deducirse partir re los composiciones de sus compuestos de cada uno de ellos con un tercer elemento C
9. Regla de la mayor simplicidad 10. Niega la ley de Guy –Lussac
Apoya la ley de la conservación de la masa de Lavoisier
Apoya la ley de las proporciones definidas
Introdujo la ley de las proporciones múltiples
Acepta ley de la proporciones recíprocas de Richter
que lo llevó a imposibilidad de explicar la ley e los volúmenes de combinación
Precursor. Electricidad. Johann Wilhelm Hittorf (1869)
Observó que los rayos catódicos viajaban en línea recta y salían del cátodo. No hace aportaciones en cuanto a algún modelo
Precursor William Crookes
Descubrió que los rayos catódicos que salían del tuvo eran desviados por imanes y por campos eléctricos, por lo que concluyó que se trataba de un haz de partículas cargadas negativamente
Sólo complementa observaciones
Descubrimiento del electrón
Joseph John Thomson (1893 y 1897)
Determinó la naturaleza de los rayos catódicos
Construyó un tubo de Geissler con una pantalla flourescente al final, colocó un campo eléctrico en el interior del tubo, que provocaba que el haz de partículas se desviara hacia otro punto de la pantalla
Insertó un campo eléctrico formado por dos láminas metálicas cargadas, una positiva y otra negativamente
Cuando el haz de rayos catódicos era desviado hacia arriba por el campo magnético, variaba poco a poco la intensidad del campo eléctrico entre las placas, haciendo variar paulatinamente el punto de llegada a la pantalla, hasta que el haz arribaba al centro de la misma
La fuerza ejercida por el campo magnético (hacia arriba) sobre las partículas se igualaba con aquélla debida al campo eléctrico (hacia abajo)
Modelo avanzado, pero aún incompleto, pues no considera todas las partículas subatómicas
Esta igualación de fuerzas le permitió escribir una ecuación de la que obtuvo el cociente de carga, e, entre la masa, m, de las partículas de los rayos catódicos, con sólo medir la fuerza de la trayectoria circular en el campo magnético y la magnitud de ambos campos cuando se lograba el equilibrio.
e/m=1.7588 x 1011
Coulomb sobre kilogramo
Concluyó que los rayos catódicos eran cargas de electricidad negativa portadas por partículas materiales a los que llamó “corpúsculos”
Se le reconoce como el descubridor de la primera partícula subatómica que posteriormente recibió el nombre de electrón
Haciendo experimentos similares con los rayos canales descubrió los isótopos, eventualmente, al estudiar los isótopos producidos por el H, se descubrió el protón
El enlace que tiene lugar cuando las esferas correspondientes a los átomos se interpenetran situándose sus electrones simétricamente en la región común
Modelo atómico Thomson-Kelvin
Joseph John Thomson-William Thomson Kelvin (1902)
Formularon el primer modelo del átomo de Dalton
Imaginaron el átomo como un panqué con pasas
El panqué representaba la carga positiva y contenía la mayor parte de la masa del átomo, las pasas eran los electrones, uniformemente distribuidos a lo largo del panqué, para que todo el átomo fuera eléctricamente neutro
Desconoce todas
las partículas
subatómicas
Desconoce el
movimiento de
los electrones
Desconoce los
espacios vacíos
dentro del átomo
Descubrimiento del protón
E. Goldstein (1886)
Colocó un cátodo horadado en uno de los tubos de rayos catódicos. Encontró que en la dirección contraria a los rayos catódicos, fluía una corriente de electricidad positiva, que eran los rayos canales
Gracias a los experimentos de Thomson se descubrió el protón, derivado del descubrimiento de los isótopos de H
Aporta otro
elemento
Falta un modelo
que lo sustente
Descubrimiento del neutrón
James Chadwick (1932)
Físico inglés que confirmó la existencia del neutrón, partícula subatómica sin carga eléctrica, cuya masa es casi igual a la de los protones
Ayuda a
complementar el
modelo atómico,
al descubrir la
última partícula
subatómica
Rayos X Wilhelm Conrad Röntgen (1895)
Al trabajar con los rayos catódicos observó que fuera del tubo había un papel impregnado con un reactivo fosforescente que brillaba
Al desconocer su origen los llamó rayos X
Posteriormente se descubrió que se trataba de una radiación electromagnética de alta energía
No es
propiamente un
modelo, pero
aporta
conocimiento
sobre áreas que
se aplicarían
posteriormente,
sobre todo en la
medicina
Fluorescencia Henri Becquerel (1896)
Trabajando con uranio descubrió que éste emitía luz después de haber sido expuesto a la radiación ultravioleta o cualquier otro tipo de radiación
Misma observación, no aporta algo nuevo al modelo, pero sí permite conocer otros aspectos de la conformación de la materia en los espectros no visibles
Radiactividad Marie Curie 1867-1934
Dedujo que algunos elementos no únicamente eran fluorescentes, sino que emitían una radiación, como el uranio, el polonio y el radio, descubriendo la radiactividad
Posteriormente se descubrió que la radiactividad era una emisión espontánea de radiación proveniente los núcleos de los átomos
No aporta un modelo, sólo amplía los conocimientos sobre las características de la materia
Tipos de emisiones radiactivas
Ernest Rutherford (1900)
Gracias a sus experimentos se conocieron tres tipos de emisiones radiactivas: a) Rayos alfa, que son iones de helio que se mueven a gran velocidad y no poseen
Las órbitas de los electrones no
electrones, son núcleos de helio emitidos a una velocidad de un décimo de la de la luz, con una penetración limitada que se pueden detener con un pedazo de papel o de tela.
b) Rayos beta, son electrones emitidos a grandes velocidades, a menudo cercanas a la de la luz, cuya radiación puede detenerse con capas metálicas delgadas.
c) Rayos gamma, forma de radiación electromagnética similar a los rayos x, pero de mayor energía, viaja a la velocidad de la luz, no tiene masa ni carga eléctrica. Se necesitan varios centímetros de plomo o una placa gruesa de concreto para detenerlas.
Determinó con la ayuda de Johans Hanes Wilhelm Geiger el fenómeno ocurría mediante un decrecimiento exponencial de la actividad radiactiva.
Realizó experimentos con rayos alfa, descubriendo que muchas partículas emitidas por un material radiactivo, eran desviadas en ángulos muy pronunciados al pasar a través de una lámina de metal delgada, otras pasaban directamente, y otras eran desviadas con ángulos pequeños. Lo anterior contradecía el modelo atómico de Thomson.
Modelo de Rutherford. Llegó a la conclusión de que dentro del átomo había un núcleo constituido por partículas cargadas positivamente cuya masa contenía el 99.9% de la total del átomo, y que los electrones giraban a su alrededor.
están bien definidas
Atomismo Modelo de G. N. Lewis 1916
Propuso que los átomos de los gases nobles compartían un par o más electrones
Los electrones en los átomos están normalmente en posiciones estáticas
Los electrones estaban arreglados en capas: o La primera contenía 2 electrones o El resto tendería a retener 8 o La última capa no tendría 8
Los electrones de valencia se encontraban colocados en los vértices de un cubo
No hay tal conformación cúbica de los electrones
Atomismo Walther Kossel 1888-1956
Sugirió un modelo de átomo que diera cuenta de la formación de enlaces químicos
Los electrones están en anillos concéntricos, rotando en órbitas alrededor del núcleo
Pensaba que el neón y el argón sí tenían 8 electrones en la órbita más externa
Sólo podía aplicarse a los primeros 23 elementos
Atomismo Niels Henrik David Bohr 1885-1962
Su modelo atómico tiene tres postulados fundamentales: o Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo
sin radiar energía. o No todas las órbitas para el electrón están permitidas, tan sólo se
puede encontrar órbitas cuyo radio cumple que el momento angular
Ofrece una explicación del espectro de líneas del átomo de hidrógeno, no
del electrón es la un múltiplo entero. o El electrón solo emite o absorbe energía en los saltos de una órbita
permitida a otra. En dicho cambio emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre ambos niveles.
puede explicar los espectros de otros átomos
Atomismo Modelo atómico de Sommerfeld 1916
Con la ayuda de la relatividad de Albert Einstein hizo modificaciones al modelo de Bohr:
o Los electrones se mueven alrededor del núcleo, en órbitas circulares o elípticas
o Las órbitas de los electrones son elípticas o Cada órbita está compuesta de cuatro orbitales:
s= sharp p=principal d=diffuse f=fundamental
o A partir del segundo nivel energético existen dos o más subniveles en el mismo nivel
o El electrón es una corriente eléctrica minúscula
No pudo demostrar las formas de emisión de las órbitas elípticas, sólo descartó su órbita circular
Atomismo Modelo atómico de Shrördinger 1924
Concebía a los electrones como ondas de materia
La ecuación se interpretaba como la ecuación ondulatoria que describía la evolución en el tiempo y el espacio de dicha onda material
No explica la estructura completa del átomo No considera el spin de los electrones Ignora los efectos relativistas de los electrones rápidos No explica por qué un electrón es un estado cuántico excitado decae hacia un nivel inferior si existe alguno libre