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N. Patricia Fiquitiva Méndez (12) grupo 9 Rafael E. Navarro Nieto (27) grupo 8.

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1 N. Patricia Fiquitiva Méndez (12) grupo 9 Rafael E. Navarro Nieto (27) grupo 8

2 El átomo como unidad Fundamental e indivisible de la materia El átomo como unidad Fundamental e indivisible de la materia Fue formulada por los griegos hace 2500 años Concepto Filosófico; no existía evidencia experimental A mediados del siglo XVII R. Boyler introdujo el concepto como se entiende hoy día. En el siglo XVIII J. Berzelius, enuncia la primera ley empírica de las proporciones definidas en combinaciones químicas. En 1803 Aparece la primera teoría atómica de J. Dalton, sus puntos fundamentales fueron:

3 1. Todos los elementos están constituidos por pequeñas partículas llamadas átomos 2. Todos los átomos de un mismo elemento poseen propiedades idénticas, en particular su peso 3. Estos no se crean, destruyen o cambian. 4. Cuando los átomos se combinan lo hacen en relaciones fijas de números enteros formando partículas compuestas (moléculas)

4 En 1833 M. Faraday demuestra la existencia de partículas con cargas eléctricas en sus experimentos de electrólisis. En 1859 se estudio el paso de corriente eléctrica a través de los gases. La carga negativa se llamaron RAYOS CATÓDICOS. En 1897 J.J. Thomson midió la relación entre la carga y la masa de estas partículas mostrando que no eran átomos con cargas eléctricas si no que era un fragmento presente en todos los átomos

5 En el siglo XIX se descubrieron dos fenómenos importantes relacionados con los átomos. 1. Los átomos de un mismo elemento pueden tener diferentes masas pero sus propiedades químicas siguen siendo iguales 2. En 1896 algunos elementos liberan espontáneamente partículas y se transforman en otros este proceso se llama RADIACTIVIDAD Estos fenómenos descartaron las ideas de J. Dalton Estos fenómenos descartaron las ideas de J. Dalton Además se estableció que un átomo es eléctricamente neutro

6 En 1898 Thomson propuso que los electrones se encuentran sumergidos en una esfera de materia de carga positiva R Electrones Carga positiva distribuida uniformemente R E r ESQUEMA DEL ATOMO DE THOMSON COMPORTAMIENTO DEL CAMPO ELECTRICO

7 1. La existencia de los espectros atómicos aunque no la presencia de una frecuencia limite, ni el carácter discreto de la radiación emitida por un átomo. 2. Algunos fenómenos eléctricos como la conductividad y polarización eléctrica. 3. Las reacciones químicas bajo el supuesto de intercambio de electrones. 4. La periodicidad observada en las propiedades químicas de los elementos. Este modelo puede explicar los siguientes hechos

8 ESQUEMA DEL ARREGLO EXPERIMENTAL PARA OBSERVAR LA DISPERSIÓN DE PARTÍCULAS ( α). Partículas α dispersadas Lámina de oro Colimadores Fuente de partículas α Se observa el comportamiento de las partículas α que realizan colisiones con átomos de una lamina muy delgada de oro.

9 A raíz de los resultados obtenidos del experimento de dispersión de partículas α, propone un nuevo modelo; donde el átomo esta formado por un pequeño núcleo de materia donde se encuentra concentrada la carga positiva y la mayor parte de su masa y a cierta distancia de el los electrones, tal que la carga neta del átomo es neutra. R Electrones Limite de átomo R E r ESQUEMA DE ATOMO DE RUTHERFORD COMPORTAMIENTO DEL CAMPO ELECTRICO Vacio

10 1. Todos los núcleos de los átomos de un elemento dado tiene la misma carga eléctrica. 2. La carga nuclear es un múltiplo entero del valor de la carga del electrón. 3. La carga nuclear de un átomo es igual al numero atómico químico, el cual determina su posición en la tabla periódica. Con este nuevo modelo y los resultados experimentales de la dispersión de partículas α se obtuvo nueva información acerca de los átomos.

11 NUCLEO Cargas positivas (protones) Carga total es (Ze) (Z) Numero de cargas positivas llamado NUMERO ATÓMICO El modelo parecía ser correcto y resulto no serlo; de acuerdo a la mecánica clásica, el sistema ELECTRÓN-NÚCLEO solo será estable si los electrones giran alrededor del núcleo describiendo orbitas circulares (elípticas). No explica la estabilidad de la materia

12 A pesar que el modelo de Rutherford no era de todo correcto la dispersión de las partículas sigue siendo valida hoy día. Tanto el núcleo como la partícula α se pueden considerar como cuerpos puntuales. El proceso de la dispersión de partículas α por el núcleo solo interviene la fuerza electrostática de repulsión. El núcleo es tan pesado comparado con la partícula α que se le puede considerar en reposo durante la interacción. Tanto el núcleo como la partícula α se pueden considerar como cuerpos puntuales. El proceso de la dispersión de partículas α por el núcleo solo interviene la fuerza electrostática de repulsión. El núcleo es tan pesado comparado con la partícula α que se le puede considerar en reposo durante la interacción.

13 La asíntotas forman un ángulo llamado ÁNGULO DE DISPERSIÓN. b α α N TRAYECTORIA DE UNA PARTICULA α DISPERSADA POR UN NÚCLEO ATÓMICO Cot (/2)= 4πε0Kb Ze 2 α = Partícula b = Parámetro de impacto K = Energía Cinética de la partícula Z = Numero atómico del núcleo

14 Dispersión de una partícula α por un núcleo cuando el parámetro de impacto es cero. K= q α q N r 0 = q α q N 4πε 0 r 0 4πε 0 K r0r0 N qNqN K α qα´qα´ Las cargas eléctricas de la partícula α y el núcleo son respectivamente 2e y Ze: r 0 = 2*9*10 9 e 2 Z/K =4.6* Z/K

15 Usando el segundo postulado de Planck un oscilador sólo emite energía cuando pasa de un estado de mayor energía a otro de menor energía. Consideraba que la frecuencia del movimiento circular del electrón alrededor del núcleo era análoga a la frecuencia del oscilador de Planck. ÁTOMO DE HIDRÓGENO 1. El átomo de hidrogeno esta constituido por un núcleo con carga (+Ze) y un electrón ligado a él mediante fuerzas electrostáticas 2. Existe para el átomo unos discretos estados energéticos en los cuales el electrón puede moverse sin emitir radiación electromagnética ESTADOS ESTACIONARIOS (energía cte.) 3. En los estados estacionarios el momento angular del electrón (L) es igual a un múltiplo entero (n) de la constante de Planck (h) dividida por 2 π.

16 MOMENTO LINEAL P=m*V MOMENTO ANGULAR L=R*m*V MOMENTO LINEAL P=m*V MOMENTO ANGULAR L=R*m*V 4. Cuando el electrón realiza una transición de un estado estacionario de energía E i a otro de energía E f emite (o absorbe) radiación electromagnética. FcFc FeFe rnrn +Ze V -e,m V= E i –E f = ΔE h h E T = E c + E p h = h 2 π h barra

17 n ? -E 5 1,8 e -1 -E 4 -E 3 -E 2 -E 1 + E c = ½ m*V 2 Niveles F=m*a a c = V 2 R m* V 2 = 1 * e 2 R 4 πE 0 R 2 V= 2e 2 4 πE 0 mR 1/2 r n = 4 πE 0 h 2 n 2 = a 0 n 2 mZe 2 Z n=1,2,…

18 Energía de enlace Energía de excitación n= n=K n=1 Energía de ionización E =0 E h = Estado excitado E 1 = Estado base o fundamental Niveles de energía y algunas energías importantes 1 = mZ 2 e 4 1 _ 1 Δ 8e 0 h 3 C n f n i 2 22


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