Constitución de la materia Departamento de Ciencias 8° Año Básico – 2017

¿Qué es la Química? Es una ciencia que estudia la materia, sus propiedades, su composición, su estructura y los cambios que experimenta. Materia Sustancias puras Elementos Compuestos Mezclas Homogéneas Heterogéneas

Elementos Sustancias más simples de la materia y se diferencian entre sí por la composición de sus átomos. Sustancias Puras Tienen una composición definida y sus propiedades físicas y químicas son constantes. No se pueden descomponer en otras sustancias por métodos físicos. Compuestos Están formados por dos o más elementos químicos distintos. Se representan a través de fórmulas. Homogénea Sus componentes no son apreciables a simple vista. Mezclas Combinación de dos o más sustancias distintas que no reaccionan entre sí, y mantienen sus propiedades. Tienen una composición variable. Heterogénea Sus componentes pueden distinguirse a simple vista.

Ejercitemos: Indique si las siguientes moléculas corresponden a elementos o compuestos químicos. CH4 H2 H2O elemento compuesto compuesto NH3 compuesto O2 N2 CO2 elemento elemento compuesto

Ejercitemos: Indique para cada sustancia si corresponde a un elemento, a un compuesto o a una mezcla. mezcla elemento mezcla compuesto elemento

¿Cómo está constituida la materia?

¿cómo se descubrieron los átomos y las partículas subatómicas? El átomo Hoy sabemos que toda la materia está formada por átomos, y que éstos a su vez están formados por partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. Protones (+) Núcleo pero…. ¿cómo se descubrieron los átomos y las partículas subatómicas? Neutrones Corteza Electrones (-)

HISTORIA ¿Quiénes fueron los primeros en hablar del átomo? Teorías Atomista o teoría atómica (Leucipo y Demócrito V a.C). Continuista o teoría de los 4 elementos (Aristóteles permaneció por muchos siglos más, hasta el siglo XVII.) En la antigua Grecia se genero la problemática sobre la composición de la materia

Leucipo y Demócrito Aristóteles

Leucipo y Demócrito Aristóteles

John Dalton ¿Cómo contribuyó Dalton al conocimiento del átomo? Principales postulados: En 1808, este destacado científico inglés postuló la primera teoría atómica.

Aciertos y debilidades de la “teoría atómica de Dalton”

Rayos catódicos Experimento realizado por el físico inglés William Crookes, en 1879

Modelo atómico de Thomsom (1897) Experimentó con el tubo de Crookes, aplicando simultáneamente campos eléctricos y magnéticos sobre las cargas. La desviación que sufrían los rayos catódicos se debía a la presencia de partículas con cargas opuestas a la placa, es decir, cargas eléctricas negativas, a las que llamó electrones

Gotitas de aceite: experiencia de Millikan En 1911, el físico estadounidense Robert Millikan, logró medir la carga del electrón a través de su experimento de la “gota de aceite”, el que consistió en dejar caer gotas de aceite controlando su velocidad con un campo eléctrico. Al estar cargadas negativamente, las gotas caían más despacio ya que eran atraídas por las placas positivas. Cuando se igualaba la fuerza de gravedad con las fuerzas eléctricas, las gotas quedaban estacionarias

Modelo atómico de Thomsom El átomo era una esfera de materia con carga positiva uniforme, en la que se insertaban las cargas negativas (electrones), lo que explicaba la neutralidad eléctrica de la materia. Este modelo es conocido como budín de pasas, El átomo Es divisible porque posee partículas en su interior. Está formado por electrones que poseen carga eléctrica negativa. Consiste en una esfera, uniforme, con carga eléctrica positiva, en la que se encuentran incrustados los electrones. Es eléctricamente neutro.

Rayos Canales o anódicos El físico alemán Eugen Goldstein realizó algunas modificaciones. El nuevo tubo presentaba el cátodo perforado y, en lugar de vacío, contenía distintos gases. Descubrió unos rayos que se desplazaban en sentido contrario a los rayos catódicos, por lo que debían ser positivos, y los llamó rayos anódicos o canales. Con estas observaciones, descubrió los protones. Sin embargo, aún desconocía su ubicación.

Modelo atómico de Rutherford En 1910, el físico y químico neozelandés Ernest Rutherford y sus colaboradores, Hans Geiger y Ernest Marsden , realizaron un experimento que entregó nuevas ideas en torno al átomo. Este consistió en bombardear con partículas alfa, provenientes de una fuente radiactiva, una lámina muy delgada de oro, detrás de la cual había una placa fotográfica.

Pantalla fluorescente Bloque de plomo Polonio Lámina de oro California WEB

¿Qué esperaba Rutherford?…

Debido a que pensaba que la masa estaba regularmente distribuida en el átomo - - - - -

Debido a que pensaba que la masa estaba regularmente distribuida en el átomo -

¿Qué obtuvo?… Reflexión de partículas alfa

¿Qué obtuvo?… Reflexión de partículas alfa

Los resultados que predijo: Vía esperada Marcas esperadas en la pantalla Resultados observados: Marcas en la pantalla Vía probable de partículas alfa

Interpretando las desviaciones observadas . Lámina de oro . Rayo de Partículas alfa partículas No desviadas . . Las observaciones: (1) la mayoría de las partículas alfa pasaron sin desviarse a través de la lámina de oro. (2) algunas partículas alfa se desviaron levemente a medida que pasaban a través de la lámina de oro (3) unas pocas (aproximadamente 1 en 20.000) eran muy desviadas. (4) un pequeño número de partículas, similar al anterior, no cruzó la lámina de oro, pero rebotaban y volvían a la fuente de partículas. Rutherford pensó que cuando las cargas positivas de las partículas alfa pasaban cerca de la carga positiva del núcleo, ocurría una fuerte repulsión provocando la desviación de las partículas en ángulos extremos. interpretación del experimento de Rutherford: Si los átomos de la lámina de oro tienen un núcleo masivo cargado positivamente positiva y los electrones livianos están fuera del núcleo, se puede explicar esto como: (1) una partícula alfa pasa a través del átomo sin desviarse (un destino compartido por la mayoría de las partículas alfa); (2) una partícula alfa es desviada levemente cuando pasa cerca de un electrón; (3) una partícula alfa es muy desviada cuando pasa cerca al núcleo atómico; y (4) una partícula alfa rebota y vuelve hacia atrás cuando alcanza el centro del núcleo. Partícula desviada Dorin, Demmin, Gabel, Chemistry The Study of Matter , 3rd Edition, 1990, page 120

EVIDENCIA EXPERIMENTAL partícula rebota en el átomo? Caso A Caso B partícula pasa a través del átomo? partícula atraída por el átomo? Caso C . el trayecto de la Partícula es alterado a medida que pasa a través del átomo? Caso D

Explicación de los resultados del modo de dispersión de las partículas alfa + - partículas alfa Átomo nuclear Núcleo Pudin de pasas Modelo de Thomson Modelo de Rutherford

Resultado del experimento si el modelo Pudin de pasas hubiese sido correcto Electrones dispersos en el átomo Cargas positivas + - + - + + - + - - + + - + - - Zumdahl, Zumdahl, DeCoste, World of Chemistry 2002, page 57

Experimento de Geiger y Mardsen ¿Por qué algunas partículas logran atravesar la lámina, otras rebotan y unas pocas son desviadas?

Electrón Núcleo

Modelo de Rutherford modelo planetario o nuclear Los planteamientos del modelo : El átomo está formado por dos regiones: un núcleo y la corteza. En el núcleo se concentra la carga positiva (protones) y la mayor parte de la masa del átomo. En la corteza, girando alrededor del núcleo, se encuentran los electrones con carga eléctrica negativa. Fue así como en 1912, el físico inglés James Chadwick, alumno de Rutherford, descubrió los neutrones, validando la hipótesis de su maestro y explicando la diferencia en las masas de los átomos. Los neutrones poseen una masa relativamente mayor que la masa de un protón, por lo tanto, la masa total del átomo dependerá de la cantidad de neutrones.

Problemas del Modelo de Rutherford +

Modelo atómico de Bohr ¿Te has preguntado cómo se producen los colores de los fuegos artificiales?, o ¿cómo algunos tubos de vidrio emiten luces de distintos colores?

Modelo atómico de Bohr Los electrones se ubican y giran en regiones específicas fuera del núcleo, llamadas órbitas. Cada órbita presenta una cantidad de energía particular (n), siendo la de menor energía la que está más cerca del núcleo (estado fundamental). A medida que el electrón se aleja del núcleo, se ubica en órbitas de mayor energía. Un electrón, al absorber energía, puede saltar de una órbita de menor energía a otra de mayor energía (estado excitado). Al retornar a su órbita de menor energía, el electrón emite energía en forma de luz.

Absorción y Emisión de Energía

Absorción y Emisión de Energía