Modelos atómicos
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El documento explora la evolución del concepto de materia y la teoría atómica, comenzando con los antiguos griegos como Leucipo y Demócrito, quienes introdujeron la idea del átomo como partícula fundamental. A lo largo de la historia, desde la alquimia hasta los modelos atómicos modernos propuestos por científicos como Dalton, Thomson y Bohr, se han desarrollado teorías sobre la estructura de la materia y su comportamiento presuponiendo partículas como electrones, protones y neutrones. A través de experimentos y descubrimientos clave, se han sentado las bases de la química y la física moderna, incluyendo leyes fundamentales como la conservación de la masa y el comportamiento de gases.
Modelos atómicos
- 1. COMPOSICIÓN DE LA MATERIA PERSONAJES, FILOSOFÍA, TEORÍAS, Y EVOLUCIÓN DE LA TEORÍA ATÓMICA
- 2. ANTIGUOS GRIEGOS Leucipo: Fundó la Escuela Mecanicista: Los fenómenos naturales se explican sólo por la influencia de las entidades del mundo material. Demócrito: Teoría Atómica: ◦ El átomo es la partícula mas pequeña que compone la materia. ◦ Son independientes, eternos, indivisibles e incompresibles. ◦ Cada uno tiene una forma y tamaño propio. ◦ Las propiedades de la materia son producto de la unión de los distintos átomos.
- 3. ANTIGUOS GRIEGOS Platón: Mundo de las Ideas: El mundo sensible (físico) es copia imperfecta del mundo inteligible (ideas). Aristóteles: El mundo es uno, lo percibimos a través de la sensibilidad y comprendemos mediante la conciencia. Estableció las bases del conocimiento moderno (definió las ciencias como un medio para conocer la verdad) TANTO ARISTÓTELES COMO PLATÓN EXPLICABAN LA MATERIA SEGÚN LA TEORÍA DE LOS 4 ELEMENTOS (TIERRA, AIRE, AGUA, FUEGO). SU PENSAMIENTO PREVALECIÓ DURANTE 2.000 AÑOS.
- 4. ALQUIMIA BÚSQUEDA DE LA PERFECCIÓN: Las partes del cosmos (minerales y animales) pueden liberarse de su existencia temporal y alcanzar estados de perfección (convertir un mineral en oro, alcanzar la inmortalidad). Esto se podría alcanzar mediante el uso de sustancias como la piedra filosofal, o el elixir, o bien, mediante la revelación de conocimientos o iluminación psicológica. PRECURSORA DE LA QUÍMICA: Estudió los tipos de sustancias y como se combinaban, en áreas como la metalurgia y la medicina. Con el tiempo abandonaron el misticismo y comenzaron a explicar sus estudios solo con datos empíricos.
- 5. MODELOS MODERNOS RESCATE DEL MODELO MECANICISTA GRIEGO: En el siglo XVIII, algunos intelectuales recuperaron la teoría atómica griega para explicar la materia. Con el tiempo, los datos experimentales fueron avalando esta teoría, apareciendo varios modelos atómicos ajustados al conocimiento que iba emergiendo de las experiencias de cada científico. En este proceso, muchos científicos aportaron conocimiento de forma directa o indirecta.
- 6. Joseph Louis Proust Ley de las proporciones definidas (de Proust) La diferencia entre dos sustancias radica en la proporción de sus constituyentes, los que toman valores definidos sin existir ningún valor intermedio. Así, entre H2O y H2O2 no hay compuestos intermedios. Sentó las bases de la teoría atómica de Dalton y de la estequiometría. Existen excepciones a esta ley. Los compuestos se no la cumplen se llaman no estequiométricos o bartólidos. Aquellos que cumplen con la ley de Proust, se llaman daltónidos.
- 7. Antoine L. de Lavoisier Ley de conservación de la masa Midió y pesó cuidadosamente los reactivos y los productos de una reacción química. Demostró que en toda reacción, la cantidad de materia inicial es igual a la cantidad final.
- 8. John Dalton Teoría Atómica: ◦ Se basó en experimentos contemporáneos (Proust, Lavoisier): En los procesos químicos, los elementos están constituidos por partículas pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles e inalterables. Las propiedades químicas de los átomos de un mismo elemento son iguales. Las propiedades químicas de átomos de diferentes elementos son distintas. Las sustancias compuestas se originan por la combinación de átomos de diferentes elementos, en una relación definida y constante.
- 9. Teoría Cinética de los Gases Comportimiento de un gas y “particulas individuales” Según esta teoría, el comportamiento de un gas en el espacio podría ser comprendido si pensamos que está compuesto de partículas pequeñas e independientes entre sí, que se dispersan libremente hasta ocupar el máximo volumen posible. Esta idea apoyaba la teoría atómica.
- 10. Gay-Lussac Ley de Gay-Lussac: A volumen constante, la presión de un gas aumenta proporcional al aumento de la temperatura.
- 11. J.J. Berzelius Creo la notación química moderna Abreviatura latina, además de subíndices que indican la proporción y signos que indican la carga. Elaboró un listado de masas atómicas Estudió las reacciones químicas de mas de dos mil compuestos. Gracias a esto, se podía determinar la cantidad exacta de átomos de cada elemento que forman un compuesto.
- 12. Amadeo Avogadro Ley de Avogadro Apoyado en las teorías de John Dalton y Gay- Lussac, formulo la ley que lleva su nombre: “Cantidades iguales de gases distintos, sometidos a la misma condición de presión y temperatura, contienen el mismo número de moléculas”
- 13. James Clerk Maxwell Teoría Electromagnética clásica Según esta teoría, la electricidad, el magnetismo y la luz son parte de un mismo fenómeno: El campo electromagnético. Estadística de Maxwell-Boltzmann Modela el comportamiento de los gases en disintos estados energéticos
- 14. Michael Faraday Estudió electromagnetismo Sentó las bases del concepto de campo magnético (perturbación alrededor de una corriente eléctrica) Introdujo los conceptos de cátodo, ánodo, electrón, e ión.
- 15. William Crookes Tubo de Crookes -Creados durante investigación sobre conducción de electricidad en gases -Útil para el estudio de rayos catódicos Rayos Catódicos -Son corrientes de electrones que fluyen en el vacío dentro de un tubo de vidrio, desde un cátodo negativo. Se observan como una fluorescencia verdosa. Crookes observó que eran desviados por un campo magnético (imán), por tanto tenían carga, y también podían hacer girar un aspa, por tanto tenían masa.
- 18. Eugen Goldstein Rayos de Canal v/s Rayos catódicos Observó que, además de los rayos catódicos negativos en el tubo de Crookes, existían rayos positivos de dirección opuesta, a los que llamó rayos de canal. Mas tarde, se supo que eran protones, que eran atraídos por el cátodo negativo. Les llamó rayos de canal pues atravesaban los orificios de un cátodo perforado empleado en sus experimentos.
- 19. Joseph Thomson Rayos Catódicos: Empleando el tubo de Crookes, Thomson caracterizó los rayos catódicos como electrones: ◦ Se propagan en línea recta (generan sombra de un objeto metálico dentro del tubo) ◦ Al colocar un imán, se produce un campo magnético el cuál desvía a los rayos catódicos. (Regla de la mano derecha) ◦ Producen efectos mecánicos, térmicos, químicos y luminosos. ◦ Si se pone unas aspas delante, las hace girar, demostrando así que el electrón tiene masa. ◦ Sus componentes, los electrones, son universales, puesto que al cambiar el gas contenido en el tubo, no cambia la naturaleza de los rayos. Relación Carga/Masa del electrón: La midió con un espectrómetro de parábola (inventor del espectrómetro de masas). e⁄me= 1,758820088±39×1011 C/kg
- 20. Modelo atómico de Thomson Basado en sus observaciones, propone el modelo de “Budín de pasas”: Todos los átomos contienen electrones, de carga negativa, y masa muy pequeña Como el átomo debe ser neutro, debe contener partículas positivas (protones). Los electrones están insertos en una masa difusa de protones.
- 21. Wilhelm Röntgen Descubrió rayos X Trabajando con un tubo de Crookes (o de rayos catódicos), se dio cuenta que un papel impregnado en sustancias fluorescentes situado cerca del tubo adquiría luminosidad en un cuarto oscuro. Concluyó que se emitían desde el ánodo, donde inciden los rayos catódicos. No eran desviados por campos electromagnéticos, por lo que no debían tener carga.
- 22. Jean Baptiste Perrin Rayos catódicos Demostró que tenían carga negativa Modelo de Thomson Lo modificó, sugiriendo por primera vez que los electrones estaban en el exterior del budín.
- 23. Robert Millikan Cuantificó la carga del electrón En un experimento que involucraba campos magnéticos, midió la carga del electrón empleando gotas de aceite. Sus resultados sugerían que estas cargas poseen una unidad fundamental, o constante, correspondiente a la carga de cada electrón.
- 24. Henri Becquerel Descubridor de la radioactividad Al dejar sales de uranio cerca de una placa fotográfica, ésta se velaba o ennegrecía. Esto era causado por emisiones espontáneas, sin estimulo externo, que mas tarde se llamó radioactividad natural. Trabajó estrechamente con Marie Curie. Gracias a su trabajo, se conocieron 3 tipos de radiación: alfa (positiva), beta (negativa) y gamma (neutra).
- 25. Ernest Rutherford Experimento de Rutherford Lo elaboró apoyado en los trabajos de Geiger y Marsden. Bombardeó una lámina de oro muy delgada con partículas alfa (núcleos de helio), captando en una pantalla fluorescente el impacto de éstas. Basado en sus observaciones, describió un nuevo modelo atómico (modelo planetario): El átomo es en gran parte espacio vacío El núcleo es pequeño en comparación al tamaño total, tiene carga positiva y concentra gran parte de la masa del átomo Los electrones se encuentran fuera del núcleo girando en orbitas alrededor de él. Propone la existencia del neutrón.
- 27. Niels Bohr Las debilidades de Rutherford El modelo de Rutherford era insuficiente: Un electrón en orbita pierde energía electromagnética (según Maxwell), y caerá eventualmente al núcleo. Nuevo modelo atómico Basado en los avances de física cuántica, Bohr planteó un modelo válido para el átomo de hidrógeno: Los electrones están en orbitas fijas, con un nivel de energía constante. Si el electrón aumenta su energía, salta a un nivel superior. Al volver a su nivel original, libera energía en forma de
- 28. James Chadwick Descubre el neutrón en 1932
- 29. REFERENCIAS Wikipedia Estructura de la Materia, Cap. 2 (sitio web) ◦ Disponible en: http://www7.uc.cl/sw_educ/qda1106/index.h tm Unidad 1: El átomo (PDF) ◦ Disponible en: http://www7.uc.cl/sw_educ/educacion/grecia /plano/html/pdfs/cra/quimica/NM2/RQ2M00 1.pdf