QUÍMICA PARA: SL PROFESOR: NELSON GUZMÁN VICTORIA.

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1 QUÍMICA PARA: SL PROFESOR: NELSON GUZMÁN VICTORIA

2 ESTRUCTURA ATÓMICA

3 ESTRUCTURA ATÓMICA

4 ESTRUCTURA ATÓMICA

5 ESTRUCTURA ATÓMICA PROYECTO CERN

6 ESTRUCTURA ATÓMICA

7 ESTRUCTURA ATÓMICA ISÓTOPOS DE CARBONO

8 ESTRUCTURA ATÓMICA ISÓTOPOS DE HIDRÓGENO

9 ESTRUCTURA ATÓMICA ISÓTOPOS DEL LITIO

10 HISTORIA DE LA TEORÍA ATÓMICA
MODELOS ATÓMICOS RADIOISÓTOPOS ESPECTRÓMETRO DE MASAS

11 ¿De qué está compuesta la materia?
LOS GRIEGOS Leucipo de Abdera, (s.V adC) Fue maestro de Demócrito de Abdera y a ellos dos se les atribuye la fundación del atomismo mecanicista, según el cual la realidad está formada tanto por partículas infinitas, indivisibles, de formas variadas y siempre en movimiento, los átomos. ¿De qué está compuesta la materia?

12 ¿Es posible dividir la materia indefinidamente?
LOS GRIEGOS Demócrito, uno de estos pensadores griegos del siglo IV antes de Cristo, se interrogó sobre la divisibilidad de la materia. A simple vista las sustancias son continuas y se pueden dividir. ¿Es posible dividir la materia indefinidamente? Demócrito pensaba que no, que llegaba un momento en que se obtenían unas partículas que no podían ser divididas más; a esas partículas más adelante se les denominó átomos, que en griego significa indivisible

13 JONH DALTON Nació en Cumberland, Inglaterra en Sep. 6 de Hijo de un humilde tejedor estudió en una escuela rural y su progreso fue tan rápido que a la edad de 12 años se convirtió en maestro de la escuela y a los 19 llegó a ser director de la misma. Entre 1803 y 1808 enunció la Teoría atómica, proponiendo como modelo del átomo una esfera Indivisible. Murió en Julio 27 de 1844.

14 Los postulados de John Dalton
1. La materia está constituida por átomos. 2. Cada elemento está compuesto de partículas extremadamente pequeñas denominadas átomos. 3. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos. 4. Los átomos de diferentes elementos tienen diferentes propiedades incluyendo la masa .

15 Los postulados de John Dalton
5. Los átomos de un mismo elemento no pueden ser transformados en otro tipo de átomos y son indivisibles. 6. Los átomos no pueden ser creados ni destruidos mediante reacciones químicas. 7. Los compuestos se forman cuando los átomos de más de un elemento se combinan. 8. En un compuesto, el número relativo y la clase de átomos son constantes (Ley de las proporciones definidas).

16 JONH DALTON Mediante la teoría atómica de Dalton es posible diferenciar entre átomo, elemento, molécula, compuesto y mezcla

17 Símbolos convencionales propuestos
por John Dalton

18 La naturaleza eléctrica de la materia
En 1800 se construyó la primera pila eléctrica por Alejandro Volta Con la pila los químicos tuvieron una fuente continua de electricidad y se descubrieron muchos nuevos elementos gracias a ella. También se descubrió que algunas sustancias, como la sal, al disolverse en agua, podían transmitir la electricidad, mientras que otras, como el azúcar, no lo hacían. ¿Por qué la materia es capaz de producir energía, alguna transmitirla y otra no?

19 La naturaleza eléctrica de la materia
En 1800 se utilizó la pila eléctrica para realizar la electrólisis El fenómeno de la electrólisis fue descubierto accidentalmente en 1800 por Willison Nicholson y Anthony Carlisle mientras estudiaban la operación de baterías. La palabra electrólisis procede de dos radicales, electro que hace referencia a electricidad y lisis que quiere decir ruptura. ¿Por qué la materia se transforma con la energía?

20 ¿En qué consiste la electrólisis?
La naturaleza eléctrica de la materia 1826 Ampliación de la electrólisis y construcción del primer motor eléctrico Entre los años 1833 y 1836 el físico y químico inglés Michael Faraday desarrollo las leyes de la electrólisis que llevan su nombre y acuño los términos hoy usados de iones, aniones y cationes. ¿En qué consiste la electrólisis? La electrólisis consiste en la descomposición mediante una corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos.

21 La naturaleza eléctrica de la materia
1826 Ampliación de la electrólisis y construcción del primer motor eléctrico Faraday propuso una relación cuantitativa entre algunas transformaciones químicas y la electricidad e intentó hacer pasar electricidad a través del vacío (lo que demostraría la existencia de partículas de electricidad), fracasando al no lograr un vacío lo bastante perfecto.

22 “Es maravilla de nuestra ciencia que al avanzar en ella, ya sea en niveles sencillos o complejos, en lugar de agotar el objeto de nuestro estudio, abramos puertas a cosas lejanas y a un conocimiento más abundante, desbordando belleza y utilidad” Michael Faraday

23 La naturaleza eléctrica de la materia
1890 Descubrimiento de los rayos catódicos Sir William Crookes Químico inglés. (17 de junio de de abril de 1919) Uno de los científicos más importantes en la Europa del Siglo XIX, tanto en el campo de la física como en el de la química. Su trabajo más importante fue la investigación sobre la conducción de la electricidad en los gases. Inventó el tubo de Crookes (tubos de vacio), para el estudio de las propiedades de los rayos catódicos.

24 La naturaleza eléctrica de la materia
1890 Descubrimiento de los rayos catódicos como evidencia de partículas subatómicas Los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida como diodo. Cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. Si las paredes internas de vidrio detrás del ánodo están cubiertas con un material fosforescente, brillan intensamente.

25 La naturaleza eléctrica de la materia
El experimento de la Cruz de Malta es una evidencia de que los rayos catódicos viajan en línea recta y pueden ser bloqueados por un objeto metálico

26 La naturaleza eléctrica de la materia
1890 Descubrimiento de los rayos catódicos

27 La naturaleza eléctrica de la materia
Los rayos catódicos en la TV

28 Sir Joseph John Thomson
Nació en Cheetham Hill, un suburbio de Manchester en Diciembre 18 de Fue profesor de física experimental en Cambridge. Murió en Agosto 30 de 1940 En 1897 logró medir la relación de las cargas eléctricas con la masa de los electrones utilizando un tubo de rayos catódicos. Descubrió unas partículas que luego serían llamadas electrónes.

29 Sir Joseph John Thomson
1897 Descubrimiento del electrón

30 Sir Joseph John Thomson
1897 Descubrimiento del electrón

31 SIR JOSEPH JOHN THOMSON
Creyó que el átomo estaba formado por una esfera de carga positiva en la que se engastaban, como pasas en un pastel, los electrones. Recibió el premio Nobel de Física en 1906 por el descubrimiento del electrón.

32 Modelo atómico de John Dalton
Joseph J. Thomson El átomo como una esfera indivisible, indestructible, increable e intransformable – 1808. El átomo como una esfera neutra de masa cargada positivamente y sobre la cual flotan los electrones modelo de ponqué o pudín de pasas – 1904.

33 LA RADIOACTIVIDAD Después de que se descubriera los rayos X, en 1895; Antoine Henri Becquerel ( ) trató de demostrar la relación entre los rayos X y la fosforescencia de las sales de uranio. Accidentalmente envolvió una muestra de sal de uranio en una placa fotográfica negra y colocó el conjunto en un cajón en total oscuridad, apareciendo una imagen intensa en la placa, probando que la sal de uranio emitía rayos que afectaban la emulsión fotográfica, sin necesidad de ser expuesta a la luz solar.

34 LA RADIOACTIVIDAD La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico natural, por el cual algunos cuerpos o elementos químicos llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc.

35 LA RADIOACTIVIDAD LA FAMILIA CURIE
Maria (Marie Fr.) Sklodowska-Curie (nace en Warsaw, Poland, en Noviembre 7, 1867) fue una de las primeras mujeres científicas en ganar fama a nivel mundial, es considerada una de las grandes científicas del siglo. Obtuvo títulos en matemáticas y física. Pierre Curie (París, Francia, 15 de mayo de París, Francia, 19 de abril de 1906) fue un físico francés, pionero en el estudio de la radiactividad.

36 LA RADIOACTIVIDAD LA FAMILIA CURIE
En 1894 conoce a Pierre, del que más tarde escribiría: "Fui golpeada por la expresión de su mirada clara y por la ligera apariencia de abandono de su alta estatura. Su voz, un poco lenta y reflexiva, su simplicidad, su sonrisa a la vez grave y joven, inspiraban confianza." Se casaron el 26 de julio de 1895.

37 LA RADIOACTIVIDAD LA FAMILIA CURIE
Aconsejada por Pierre, Marie escoge la radiactividad como tema para su tesis. (Marie es la primera  en utilizar el término radiactividad). Pierre abandona sus investigaciones para colaborar con su mujer. Descubren el radio y el polonio

38 LA RADIOACTIVIDAD LA FAMILIA CURIE
Marie es la primera mujer en recibir el Nobel (Nobel de física 1903). El 19 de abril de 1906 Pierre Curie muere atropellado por un coche de caballos. También es la primera persona en ganar un segundo premio Nobel (Nobel de química 1911). Primera profesora universitaria en Francia

39 LA RADIOACTIVIDAD LA FAMILIA CURIE
Su hija Irene Curie y el marido, Joliot, recibieron, en 1935, el premio Nobel en física por el descubrimiento de  la radiactividad artificial.

40 LA RADIOACTIVIDAD La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables". Es decir que se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que para alcanzar su estado fundamental deben perder energía. Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética.

41 LA RADIOACTIVIDAD Un campo magnético afectando las partículas radioactivas

42 LA RADIOACTIVIDAD Poder de penetración de las partículas radioactivas

43 ERNEST RUTHERFORD Nació en Nelson, Nueva Zelanda, 1871 y murió en Londres, 1937) Físico y químico británico. Se trasladó a la Universidad de Cambridge (1895) para trabajar como ayudante de JJ. Thomson. Estudió las emisiones radioactivas descubiertas por H. Becquerel, y logró clasificarlas en rayos alfa, beta y gamma.

44 ERNEST RUTHERFORD Experimento de Rutherford

45 ERNEST RUTHERFORD

46 ERNEST RUTHERFORD Es considerado el padre de la física nuclear. En 1911 concluyó que el núcleo está formado por partículas de naturaleza positiva (protones) y donde está concentrada la mayor parte de la masa del átomo.

47 ERNEST RUTHERFORD + - Según él, los electrones giran alrededor del núcleo como lo hacen los planetas con respecto al Sol. En 1908 ganó el premio Nobel de química.

48 EUGENE GOLDTEIN Observó rayos canales compuestos de iones cargados positivamente. Luego del descubrimiento del electrón por J.J. Thompson, Goldstein sugirió que puesto que el átomo era eléctricamente neutro, el mismo debía contener partículas cargadas positivamente. Pudo calcular la razón carga/masa. El protón es unas 1836 veces la masa de un electrón. El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos.

49 JAMES CHADWICK Físico inglés (1891 – 1974) que en 1932 realizó un descubrimiento fundamental en el campo de la ciencia nuclear: descubrió la partícula en el núcleo del átomo que pasaría a llamarse neutrón, predicción hecha 8 años antes por el científico peruano Santiago Antúnez de Mayolo, esta partícula no tiene carga eléctrica. Allanó el camino hacia la fisión del uranio 235 y hacia la creación de la bomba atómica. Como premio por su descubrimiento se le otorgó la Medalla Hughes de la Royal Society en 1932 y el Premio Nobel de física en También descubrió el tritio.

50 Propiedades de las partículas subatómicas
Electrón Protón Neutrón Masa (g) 9.11 x 1.67 x 1.7 x Masa relativa 1 Carga (coul) -1.6 x 1.6 x Carga relativa -1 +1 Descubridor J.J. Thomson E. Goldstein J. Chadwick Año 1874 1886 1932 Tamaño (m) 1 x 1 x

51 PROPIEDADES DE LOS ISÓTOPOS
Las propiedades químicas de los isótopos dependen de sus electrones externos, como todos los isótopos tienen el mismo arreglo electrónico, sus propiedades químicas son similares. Los isótopos de un mismo elemento tienen diferente número masa por poseer diferente número de neutrones, por lo tanto sus propiedades físicas como densidad, difusión, puntos de ebullición y fusión son diferentes.

52 Punto de ebullición (ºC)
PROPIEDADES DE LOS ISÓTOPOS Puntos de ebullición del agua con diferentes isótopos de hidrógeno y oxígeno. Compuesto Punto de ebullición (ºC) H2O 100.0 D2O 101.4 T2O 101.5 H217O 100.1 H218O 100.2 D218O HDO 100.7 HTO 100.8

53 LOS RADIOISÓTOPOS Los elementos de algunos isótopos son radioactivos porque el núcleo de estos átomos se rompe espontáneamente emitiendo radiación y se les denomina radioisótopos. Los radioisótopos emiten radiación de tres tipos, por ejemplo la gama (γ) la cual es de alto poder de penetración y la alfa (α)que puede ser detenida por pocos centímetros de aire.

54 USOS DE LOS RADIOISÓTOPOS
El Cobalto-60 es una poderosa fuente de rayos gama se utiliza de forma más efectiva para esterilizar instrumentos quirúrgicos, tratar diferentes tipos de cáncer y evitar la reacción inmune al trasplante de órganos humanos. Es extremadamente peligroso.

55 USOS DE LOS RADIOISÓTOPOS
El Yodo-131 tiene una vida media de 8 días y emite rayos beta y gama, es usado para tratar el cáncer de tiroides y para diagnosticar el funcionamiento normal de la glándula tiroidea. Es extremadamente peligroso.

56 USOS DE LOS RADIOISÓTOPOS
El Yodo-125 emite rayos gama, tiene una vida media de 60 días es usado para tratar el cáncer de próstata y tumores cerebrales. Es extremadamente peligroso.

57 USOS DE LOS RADIOISÓTOPOS
El carbono-14 es utilizado para datar los fósiles, presenta 14 desintegraciones por minuto, es una parte por trillón del carbono en la atmósfera ( %).

58 USOS DE LOS RADIOISÓTOPOS

59 EL ESPECTRÓMETRO DE MASAS
La masa individual de cada isótopo se determina usando un espectrómetro de masas. Funciona bajo una regla simple lo más pesado será deflactado o modificado su dirección menos que uno más liviano.

60 EL ESPECTRÓMETRO DE MASAS
Vaporización: la muestra a analizar es vaporizada es decir convertida a gas o en pequeñas gotas. Dentro del espectrómetro se debe mantener una presión muy baja para evitar las colisiones y evitar las lecturas falsas debido a la presencia de otras partículas.

61 EL ESPECTRÓMETRO DE MASAS
Ionización: la muestra a analizar una vez vaporizada pasa a la cámara de ionización. ē (alta energía) + X (átomo) → X+ (ión positivo) ē. Se debe ionizar para poder acelerar los iones en un campo eléctrico y desviarlos en un campo magnético.

62 EL ESPECTRÓMETRO DE MASAS
Aceleración: los iones positivos son acelerados a través de un campo eléctrico.

63 EL ESPECTRÓMETRO DE MASAS
Deflexión: los iones positivos son deflactados o desviados por un campo magnético y depende de su masa y carga. Los iones más livianos se desvían más que los más pesados

64 EL ESPECTRÓMETRO DE MASAS
Detección: los iones positivos son detectados y se realiza un registro que se conoce como espectro de masas. Los iones se detectan mediante una conversión en una corriente eléctrica. La intensidad de los picos depende de la relación entre los iones.

65 EL ESPECTRÓMETRO DE MASAS

66 EL ESPECTRO DE MASAS

67 EL ESPECTRO DE MASAS

68 EL ESPECTRO DE MASAS Detección: los iones positivos son detectados y se realiza un registro que se conoce como espectro de masas. Los iones se detectan mediante una conversión en una corriente eléctrica. La intensidad de los picos depende de la relación entre los iones.

69 EL ESPECTRO DE MASAS

70 EL ESPECTRO DE MASAS Cálculo del MAR
MAR (Ar o RAM) Es la masa de todos los isótopos como existen naturalmente de un elemento relativo a un doceavo de la masa de un átomo de carbono-12. Se obtiene multiplicando la masa de cada isótopo por su abundancia en la naturaleza y sumando los valores obtenidos para cada isótopo de ese elemento. No tiene unidades.

71 EL ESPECTRO DE MASAS Cálculo del MAR

72 EL ESPECTRO DE MASAS Cálculo del MAR

73 EL ESPECTRO DE MASAS Cálculo del MAR Use los datos que se citan a continuación para calcular la masa molecular relativa del bromuro de talio, TlBr3 Exprese el resultado con dos decimales