4 La materia: propiedades eléctricas y el átomo ESQUEMA PARA EMPEZAR INTERNET ANIMACIONES

La materia: propiedades eléctricas y el átomo Esquema de contenidos Para empezar, experimenta y piensa La materia: propiedades eléctricas y el átomo Átomos Naturaleza eléctrica de la materia Partículas subatómicas El átomo Isótopos Iones Versorio Modelos atómicos Electroscopio Péndulo eléctrico Modelo atómico de Thomson Modelo atómico de Rutherford Modelo atómico de Bohr Modelo atómico actual Experiencia de la lámina de oro El método científico y los modelos atómicos Radiactividad Fisión y fusión nuclear

Para empezar, experimenta y piensa CLIC PARA CONTINUAR Para empezar, experimenta y piensa ¿Es posible que los papelitos se agiten dentro de la caja sin moverla? ¿Cómo crees que lo hemos conseguido?… Se han mezclado la sal y la pimienta… ¿Serías capaz de separarlas?

Naturaleza eléctrica de la materia CLIC PARA CONTINUAR Naturaleza eléctrica de la materia El ámbar y el vidrio se electrizan con diferente carga cuando son frotados con lana o seda, respectivamente. Dos trozos de ámbar electrizados se repelen. Dos trozos de vidrio electrizados se repelen. Un trozo de vidrio y otro de ámbar electrizados se atraen. Cuando se acercan dos cuerpos con carga eléctrica neta del mismo signo, se repelen, y cuando se acercan dos cuerpos con carga eléctrica neta de distinto signo, se atraen. FUERZAS ENTRE CARGAS ELÉCTRICAS

El electroscopio + Barra cargada CLIC PARA CONTINUAR El electroscopio Barra cargada El electroscopio es un aparato que sirve para detectar cuerpos cargados. Barra cargada Tapón de corcho Bola metálica Por contacto Barra metálica Láminas metálicas Por inducción Barra cargada Si tocamos la varilla con una barra metálica, se descarga. +

El péndulo eléctrico + + + + Coulomb ATRACCIÓN REPULSIÓN ATRACCIÓN CLIC PARA CONTINUAR El péndulo eléctrico Coulomb + ATRACCIÓN REPULSIÓN ATRACCIÓN REPULSIÓN + + +

CLIC PARA CONTINUAR El versorio El versorio fue inventado por William Gilbert hacia el año 1600 para detectar cuerpos cargados. Contacto + + Lámina fija Escala Lámina móvil

Partículas subatómicas CLIC PARA CONTINUAR Partículas subatómicas Gotitas de aceite electrizadas Atomizador Robert Millikan midió la carga de la gota en suspensión y encontró que, para distintas gotitas, la carga era siempre múltiplo de una carga elemental. La carga del electrón es de 1,602 · 10−19 C. Placa cargada positivamente + Ajustando el voltaje se consigue dejar la gota en suspensión. Gas Microscopio Placa cargada negativamente Gotita de aceite en suspensión

Cl Na 17 35 23 11 CLORO SODIO 17 11 11 17 A – Z = 35 – 17 = 18 CLIC PARA CONTINUAR Átomos CLORO SODIO Número másico, A Cl 17 35 Na 23 11 Número atómico, Z 17 11 Número de protones 11 17 Número de electrones A – Z = 35 – 17 = 18 Número de neutrones A – Z = 23 – 11 = 12

CLIC PARA CONTINUAR Isótopos Se llaman isótopos los átomos que tienen el mismo número de protones y se diferencian en el número de neutrones. Por tanto, presentan el mismo Z y diferente A. H 1 H 1 2 H 1 3 Protio Deuterio Tritio Casi todos los elementos químicos presentan isótopos. Habitualmente, todos los isótopos de un elemento reciben el mismo nombre; como excepción, el hidrógeno tiene tres isótopos que poseen un nombre propio.

Iones 3 + 8 + Li neutro O neutro 3 – 8 – Átomo de litio (Li) CLIC PARA CONTINUAR Iones CATIÓN ANIÓN 3 + 8 + Li neutro O neutro 3 – 8 – Átomo de litio (Li) Átomo de oxígeno (O) 3 + Li+ catión 2 – 8 + O2 – anión 10 –

Modelo atómico de Thomson CLIC PARA CONTINUAR Modelo atómico de Thomson Según Thomson, el átomo debía ser como una gran masa de carga positiva, e insertados en ella debían estar los electrones. La carga negativa de los electrones compensaba la carga positiva, para que el átomo fuera neutro. Carga positiva Cargas negativas

Experiencia de la lámina de oro CLIC PARA CONTINUAR Experiencia de la lámina de oro Una pequeña proporción de partículas alfa atravesaba la lámina, pero sufrían una leve desviación. Una de cada 10 000 partículas alfa rebotaba al llegar a la lámina y volvía hacia atrás. Lámina de oro Plomo Película fotográfica Partículas α Mineral de uranio La mayoría de las partículas alfa atravesaba la lámina de oro sin desviarse.

Modelo atómico de Rutherford CLIC PARA CONTINUAR Modelo atómico de Rutherford Con el modelo de Rutherford queda totalmente explicada la experiencia de la lámina de oro. Electrones Partículas que pasan cerca de un núcleo y su trayectoria se desvía. Partículas alfa que llegan a la lámina de oro y la atraviesan sin desviarse, ya que no encuentran ningún obstáculo. Solo una pequeñísima proporción de partículas choca con un núcleo, es repelida y vuelve hacia atrás. Núcleo El átomo está formado por un núcleo muy pequeño y una corteza. En el núcleo está concentrada toda su carga positiva y casi toda su masa; en la corteza están los electrones girando alrededor del núcleo.

Modelo atómico de Bohr Átomo de sodio (Na) Átomo de fósforo (P) CLIC PARA CONTINUAR Modelo atómico de Bohr Según el modelo atómico de Bohr, los electrones de la corteza giran alrededor del núcleo describiendo solo determinadas órbitas circulares. Electrones Núcleo Átomo de sodio (Na) Átomo de fósforo (P) Átomo de oxígeno (O)

Modelo atómico actual z z z y y y x x x Orbital 1s Orbital 2s CLIC PARA CONTINUAR Modelo atómico actual Un orbital es una región del espacio en la que existe una probabilidad máxima de encontrar al electrón. Orbital 1s Orbital 2s x z y y x z y z x Orbital 2px Orbital 2py Orbital 2pz

El método científico y los modelos atómicos CLIC PARA CONTINUAR El método científico y los modelos atómicos Observaciones. Thomson y otros científicos realizaron una serie de experiencias que permitieron aislar y determinar la masa y la carga de las partículas del átomo. 1 2 Hipótesis. El átomo debe ser como una gran masa de carga positiva, e insertados en ella deben estar los electrones. (Modelo atómico de Thomson.) Conclusiones y publicación. Se acepta como válido el modelo atómico de Rutherford. 7 El análisis de los datos indicó que la hipótesis inicial no era cierta. Nueva hipótesis. El átomo está formado por un núcleo muy pequeño, en el que están concentradas la carga positiva y casi toda la masa del átomo, y una corteza mucho mayor, donde se hallan los electrones girando alrededor del núcleo. (Modelo atómico de Rutherford.) 8 6 3 ¿Hipótesis cierta? Para comprobar la hipótesis de Thomson se idean experiencias. 5 Análisis de datos. Analizaron las huellas que las partículas alfa que bombardeaban la lámina de oro dejaban sobre la película fotográfica que rodeaba el conjunto. 4 Experimentación. Geiger y Marsden realizaron la experiencia de la lámina de oro.

Radiactividad Rayos α Rayos β Rayos γ CLIC PARA CONTINUAR Radiactividad La pérdida o ganancia de algunas partículas subatómicas es el fenómeno de la radiactividad. Placa de aluminio Hormigón Rayos α Rayos β Rayos γ

Fisión y fusión nuclear CLIC PARA CONTINUAR Fisión y fusión nuclear La rotura del núcleo de ciertos isótopos de algunos elementos químicos para dar otros núcleos más pequeños se denomina fisión nuclear. neutrón núcleo

Experiencia de Rutherford Marie Curie y la radiactividad Enlaces de interés Experiencia de Rutherford IR A ESTA WEB Marie Curie y la radiactividad IR A ESTA WEB

Estructura electrónica Configuración electrónica CLIC PARA CONTINUAR Animaciones: 1.ª página Estructura electrónica Configuración electrónica ABRIR ABRIR Formación de núcleos atómicos Fisión y fusión nuclear ABRIR ABRIR

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