teorías atómicas

Dra. EMA MORENO, MSc.

M.Sc.EMA MORENO DE MEDINA

Todo elemento está compuesto de partículas extremadamente pequeñas e indivisibles llamadas átomos.

Todos los átomos de un elemento dado son idénticos

Los átomos de elementos diferentes tienen propiedades diferentes (incluso masas diferentes)

Los átomos de un elemento no se cambian en tipos diferentes de átomos por reacciones químicas

Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento que se combinan

En un compuesto dado el número relativo de una clase de átomos es constante


2

La teoría atómica de DaltonRelación de oxígeno en el CO y CO2

8 X2Y16 X 8 Y+

La energía no se crea ni se destruye durante los procesos químicos. Primera ley de la termodinámica.

Conversión de materia en energía: ecuación de Einstein:

E=mC2


2mCE ∆=∆

Tubo de rayos catódicos

2.2

El químico William Crookes llevó a cabo estudios con un tubo de vidrio al vacío, en el cual se habían insertado dos discos metálicos llamados electrodos, uno a cada extremo. Al conectarlos a una fuente de alto voltaje, uno de los discos adquiría carga + y el otro, carga -.

Al aplicar un alto voltaje, el tubo emitía luz. Crookes observó que el haz se desviaba al

colocar un imán.


El químico J.J. Thomson demostró que los rayos catódicos se desviaban en un campo eléctrico.

Los rayos eran atraídos a la placa positiva y repelidos por la negativa.

Por consiguiente, debían estar compuestos por partículas cargadas negativamente, a las que Thomson llamó corpúsculos; más tarde el físico irlandés G.J. Stoney les dio el nombre de electrones.


Thomson no consiguió medir la carga ni la masa de los electrones, pero, sí logró medir la razón de la carga e, a la masa, m.

coulombs/gramo


81076,1/ xme =

En 1886, el científico alemán Eugen Goldstein llevó a cabo algunos experimentos con un tubo de Crookes modificado cuyo cátodo era un disco metálico lleno de orificios.

Observó no sólo la corriente de electrones emitida por el cátodo, sino además unos rayos positivos en la región detrás del cátodo.

Ahora sabemos que estas cargas positiva se forman cuando los rayos catódicos desprenden electrones de los átomos gaseosos neutros.


Millikan pudo calcular la carga de una gota porque conocía la magnitud de la fuerza eléctrica de las placas, y podía conocer la masa de la gota.

Luego de muchos experimentos, encontró que, si bien la carga eléctrica de una gota de aceite no era siempre la misma, era un múltiplo de -1,60x10-19 coulomb.

Dedujo que era la carga de los electrones porque una gota podía recoger uno o más electrones.


Una vez obtenida la carga del electrón, se pudo calcular la masa:


819

1076,11060,1

xm

x =− −

gxm 281011,9 −=

81076,1/ xme =

J.J. Thomson imaginó

un átomo con cargas negativas (electrones) dispersas entre un número igual de cargas positivas (protones).



Incidían

Emitían

Wilhelm Röntgen 1895

El francés Antoine Becquerel estudiaba la fluorescencia, un fenómeno que se produce cuando ciertas sustancias químicas emiten luz al exponerse a los rayos solares intensos.

Una muestra de U estuvo brevemente expuesta a la luz solar y luego guardada en un cajón junto con una placa fotográfica, cuando fue revelada, Becquerel, encontró imágenes de la muestra de U.

Así se descubre un nuevo tipo de radiación y es Marie Curie que la llama radiactividad.


Altamente energéticos Penetraban la materia Oscurecían placas fotográficas protegidas

con papel delgado No tiene partículas cargadas Radiación semejante a RX Marie Curie sugirió el nombre de

Radiactividad



NOMBRENOMBRE SÌMBOLOSÌMBOLO MASA MASA (uma)(uma)

CARGACARGA

ALFAALFA 44 2+2+

BETABETA 1/18371/1837 1-1-

GAMMAGAMMA 00 00

αβγ

La mayor parte de las partículas alfa atravesaron la laminilla de oro, otras se desviaron al atravesarla y un pequeño número rebotaron hacia atrás.


El número atómico de un elemento es igual al número de protones que hay en el núcleo de cada átomo de ese elemento.

El número de protones determina la identidad de cada átomo.

El número de neutrones es igual al número de masa menos los protones.


James Chadwick en 1932 bombardeó una delgada lámina de berilio con partículas alfa, el metal emitió radiación de alta energía similar a los rayos gamma.

Posteriores estudios demostraron que eran partículas eléctricamente neutras con masa ligeramente mayor a la de los protones


Átomos de H - 1 p; Átomos de He - 2 p

Masa de He/masa de H debería de ser = 2

Medida de la masa de He/masa de H = 4

α + 9Be 1n + 12C + energía

El neutrón (n) es neutro (carga = 0)

Masa de n ~ masa de p = 1.67 x 10-24 g


PARTÍCULAPARTÍCULA SÍMBOLOSÍMBOLO CARGA CARGA ELÉCTRICAELÉCTRICA

MASA MASA RELATIVA RELATIVA

(uma)(uma)

MASAMASA

(g)(g)

ELECTRÓNELECTRÓN ee-- 1-1- 1/18371/1837 9,10953 x 109,10953 x 10-28-28

PROTÓNPROTÓN PP++ 1+1+ 11 1,67265 x 101,67265 x 10-24-24

NEUTRÓNNEUTRÓN nn00 00 11 1,67495 x 101,67495 x 10-24-24

1 uma = 1,6606 x 10-24 g

Los átomos son extremadamente pequeños, tienen diámetros entre 100 a 500 pm


Son átomos de un mismo elemento que tienen diferentes masas atómicas, por lo tanto, diferentes neutrones.

El H tiene 3 isótopo: Tritio (1 protón + 2 neutrones), es radiactivo. Deuterio (1 protón + 1 neutrón), hidrógeno

pesado, Protio (1 protón + 0 neutrones), hidrógeno

ordinario, reacciona con O2 para formar agua.


La muestra entra en la cámara, se produce un haz de iones positivos, los cuales se aceleran al pasar por las rendijas de un campo eléctrico.


Cuando los iones entran en el campo magnético se desvían en forma distinta, lo cual depende de la masa y su carga. Los iones se detectan después en el extremo del tubo.


A partir de la intensidad y la posición de las líneas en el espectrograma de masas, se pueden determinar los diversos isótopos de los elementos, así como sus abundancias relativas.


37Cl abundancia de 24,47 %

Ma: 36,9659 uma

35Cl abundancia de 75,53 %

Ma: 34,9688 uma


Número atómico (Z) = Número de protones en el núcleo

Número de masa (A) = Número de protones + Número de neutrones

Núcleo = Número atómico (Z) + Número de neutrones

Los isótopos son átomos del mismo elemento (X) con diferente número de neutrones en su núcleo

XAZ

H11 H (D)2

1 H (T)31

U23592 U238

92

Número de masa

Número atómicoSímbolo del elemento

2.3

Número atómico, número de masa e isótopos

Isótopos del hidrógeno

En 1830 se conocían 55 elementos, todos ellos con propiedades que parecían distintas y sin un orden evidente.

En 1817 J.W.Dobereiner recomendó clasificar los elementos por “triadas”,pero no logró identificar muchos. Ejm

El promedio de las m.a del Li y K da la masa del Na.

Ca y Ba dan la del SrCl y I dan la masa del Br


En 1864 John A.R.Newlands propuso la “ley de las octavas”. Cuando se organizan los elementos en orden creciente de m.a cada octavo elemento tiene propiedades similares.

En 1869 Dmitri Mendeleev señaló que las propiedades tanto físicas como químicas de los elementos varían periódicamente al aumentar la masa atómica, así publicó la tabla periódica, que es parecida a la moderna.


Después de 2 años que Rutherford realizó investigaciones sobre el núcleo, Henry Moseley concluyó que los elementos difieren de todos los demás elementos en el número de protones (número atómico).

En la actualidad los elementos están ordenados en orden creciente de n.a


Las 2 filas de metales de transición interna no formaban parte de la tabla periódica de Mendeleev.

Glenn T. Seaborg (1912-1999) participó en el descubrimiento y preparación de varios elementos transuránicos, también hizo historia colocando los actínidos debajo del cuerpo principal de la T.P.


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