Modelos Atómicos y Descubrimientos Clave

Modelo de Thomson

El modelo de Thomson describe el átomo como una esfera sólida con carga positiva uniforme, dentro de la cual se encuentran incrustados los electrones negativos. El número de electrones es suficiente para neutralizar la carga positiva de la esfera. Este modelo se consideraba estático.

Rayos Catódicos

El estudio de los rayos catódicos permitió deducir que son radiaciones que se propagan en línea recta, constituidas por partículas materiales con carga eléctrica negativa (electrones). Thomson concluyó que los electrones son constituyentes de toda clase de materia.

Rayos Canales

Son haces de rayos positivos formados por cationes atómicos o moleculares que se desplazan hacia el electrodo negativo en un tubo de Crookes. Su carga es positiva e igual o múltiplo entero de la carga del electrón. La masa y la carga de estos rayos varían según el gas encerrado en el tubo, siendo generalmente igual a la masa atómica de dicho gas. Son desviados por campos eléctricos y magnéticos hacia la parte negativa del campo.

Radiactividad

Propiedad que presentan ciertos elementos químicos de emitir radiaciones. Los pioneros en el estudio de este fenómeno fueron Henri Becquerel, Marie Curie y Pierre Curie.

Tipos de Radiaciones

• Rayos Alfa: Partículas con carga eléctrica positiva, poco penetrantes (16 mil a 32 mil km/s), masa de 4 uma, carga eléctrica de 2 uec.
• Rayos Beta: Carga eléctrica negativa (160 mil km/s), más penetrantes que los rayos alfa.
• Rayos Gamma: Radiaciones electromagnéticas que se mueven a aproximadamente 300 mil km/s, no tienen carga eléctrica, gran poder de penetración.

Modelo Atómico de Rutherford

Experimento de la Lámina de Oro

Ernest Rutherford (1911) investigó la dispersión de partículas alfa al atravesar una lámina delgada de oro. Observó que la mayoría de las partículas alfa atravesaban la lámina sin desviarse, algunas experimentaban pequeñas desviaciones y unas pocas rebotaban. Esto llevó a Rutherford a proponer un nuevo modelo atómico:

• El átomo está formado por un núcleo central con carga positiva que concentra la mayor parte de la masa.
• Los electrones negativos giran alrededor del núcleo en órbitas, sin chocar con él.
• El átomo tiene grandes espacios vacíos.

Problemas del Modelo de Rutherford

El modelo de Rutherford presentaba un problema: si los electrones estuvieran en reposo, serían atraídos por el núcleo y caerían en él. Rutherford supuso que los electrones giraban alrededor del núcleo para contrarrestar la atracción nuclear. Sin embargo, esto generaba otro problema: una carga eléctrica en movimiento irradia energía en forma de ondas electromagnéticas, lo que provocaría una pérdida de velocidad del electrón y su eventual caída al núcleo.

Espectroscopia y Modelo de Bohr

Espectroscopia

: secuencia de bandas de colores que va desde el rojo al violeta. Los espectros atómicos son espectros formados por un conjunto de líneas finas de colores diferentes, separadas entre si por espacios oscuros. En 1913, el físico danés Niels Bohr ideó un nuevo modelo de átomo: los electrones giran alrededor del núcleo en niveles de energía definidos. POSTULADOS DEL MODELO ATÓMICO: los electrones poseen valores determinados de energía, solo pueden girar alrededor del núcleo positivo en determinadas orbitas circulares denominadas niveles de energía, cuando el electrón gira en la orbita mas próxima al núcleo positivo se encuentra en su estado más estable, cuando un electrón salta de un nivel a otro inferior pierde un cuanto de energía, cuando salta a un nivel superior absorbe un cuanto mas de energía q recibe del exterior, los niveles de energía se identifican con números naturales, denominados números cuánticos principales.1920. Rutherford supuso que en el núcleo atómico existía otra partícula sin carga eléctrica, y que por esta causa era difícil de descubrir. 1932. James Chadwickal comprobar la existencia de una partícula eléctricamente neutra y con una masa aprox. Igual a la del protón , la denominó neutrón. Número atómico (Z) protones y electrones. Número másico (A) protones y neutrones. Isotopos: átomos que tienen igual numero atómico pero distinto numero de masa     (Carbono). Iones: es toda partícula con carga eléctrica por perdida o ganancia de electrones. Los iones positivos se llaman cationes y los negativos aniones. Masa atómica: se le adjudica a cada uno de los elementos, resulta ser el promedio de la mezcla de sus isotopos. SOMMERFIELD: sugirió que los electrones describen órbitas elípticas que se multiplican hasta destinar una para c/ electrón. Subniveles energéticos: el estudio de los espectros demostró que a excepción del primer nivel de energía, los otros están formados por varios subniveles agrupados entre si (s,p,d,f). La configuración electrónica es un modo para representar en forma abreviada la distribución de los electrones en niveles y subniveles. HEISEMBERG: es imposible conocer con certeza en forma simultanea la velocidad y la posición de una partícula en movimiento. Orbital atómico: zona alrededor del núcleo donde existe la mayor probabilidad de encontrar al electrón. Spin es la facultad que tiene el electrón de girar sobre sí mismo en una misma dirección y dos sentidos posibles. Casillas cuánticas:para visualizarlos electrones en orbitales se pueden representar cada orbital por un pequeño cuadrado llamado casillas cuantitativas. Números cuánticos: al resolver la ecuación de onda de Schrödinger se establecieron los números cuantitativos. Estos indican la ubicación y la propiedad de los electrones. C/u de los electrones queda caracterizado por 4 núm. cuantitativos. Número cuántico principal: indica el nivel de energía en que se encuentran los electrones y determina el volumen o tamaño del orbital. Número cuántico secundario:establece el subnivel donde se encuentra el electrón e indica la forma geométrica del orbital. Número cuántico magnético:orientación orbital en el espacio. Número cuántico de spin: señala el sentido de rotación del electrón sobre si mismo. REGLA DE HUND: no se completa un orbital hasta que haya un electrón en todos los orbitales de su subnivel. PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI: en un mismo átomo no pueden existir 2 electrones con 4 numeros cuantitativos iguales, sino que deben diferir por lo menos en el valor de uno de sus números cuánticos. Partículas subatómicas: portadores de fuerzas (fotones, gluones, bosones), leptones (electrones, muon, tau, neutrinos) y hadrones (bariones, mesones). MATERIA Y ANTIMATERIA: para cada partícula de materia existe la correspondiente antipartícula constituyente de la antimateria. Una antipartícula es idéntica a su correspondiente partícula de materia, a excepción de su carga eléctrica que es contraria. Acelerador de particulas: provoca un aumento de velocidad en una partícula cargada por medio de campos electromagnéticos, y esa partícula es disparada contra un punto específico. Quarks (up, down, strange, charm, bottom, top) – proton 2 up (2/3 + 2/3), 1 down (-1/3) = 1 . Neutrón (0) – 1 up (2/3), 2 down (-1/3-1/3) = 0