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Modelos Atómicos

Modelos Atómicos. A través del tiempo los investigadores han propuesto modelos, que tratan de explicar el comportamiento de la materia, siendo los más importantes:. 1.- Modelo de Demócrito (átomo indivisible). 2.- Modelo de Dalton (átomos= esferas macizas).

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Modelos Atómicos

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Presentation Transcript

  1. Modelos Atómicos

  2. A través del tiempo los investigadores han propuesto modelos, que tratan de explicar el comportamiento de la materia, siendo los más importantes: 1.- Modelo de Demócrito (átomo indivisible) 2.- Modelo de Dalton (átomos= esferas macizas) 3.- Modelo de Thomson (Modelo del budín con pasas) 4.- Modelo de Rutherford (Modelo planetario) 5.- Modelo de Bohr (átomo cuántico) 6.- Modelo de la Mecánica Cuántica

  3. 400 A.C. “Materia de Naturaleza Continua” Aristóteles “Materia de Naturaleza Discreta” Demócrito Atomo A= sin Tome= corte

  4. 1808 John J. Dalton Átomo de Dalton Postula que: La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes. Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas. Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples. Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto. Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos. Sin embargo desapareció ante el modelo de Thomson ya que no explica los rayos catódicos, la radioactividad ni la presencia de los electrones (e-) o protones(p+).

  5. Partículas Átomicas Electrón William Crookes 1875 ámbar Protón Eugene Goldstein 1886 primero

  6. 1898 Joseph John Thompson Surge la idea de que el átomo es divisible El Modelo atómico conocido como “Budín o Pastel con pasas”, no explica entre otras cosas la existencia de los rayos canales (protones)

  7. Radiaciones Gama Radiactividad Elementos radiactivos U, Ra, Pu Energía γ Núcleo de Helio α Electrón β

  8. La radiación alfa está compuesta por un núcleo de helio y puede ser detenida por una hoja de papel. La radiación beta, compuesta por electrones, es detenida por una hoja de papel de aluminio. La radiación gamma es absorbida cuando penetra en un material denso.

  9. Lámina de Oro Experimento de Ernest Rutherford 1911 Rayos Alfa (α) Emisor de Rayos Alfa Material radioactivo ERNEST RUTHERFORD Placa Fotográfica

  10. ¿Cúal es la interpretación del experimento? Lámina de oro Radiaciones alfa (α) nucleos de Helio

  11. MODELO ATÓMICO RUTHERFORD NÚCLEO NÚCLEO ELECTRÓN

  12. Núcleo Atómico

  13. libera energía absorbe energía Modelo Atomico de Bohr 1923 El salto cuántico n = 4 n = 3 n = 2 n = 1

  14. Modelo Atomico de Bhor Niveles de energía Número de electrones n = 1 (K) 2 n = 2 (L) 8 2e- n = 3 (M) 18 8 e- 18 e- n = 4 (N) 32 2n2

  15. Ecuación de Onda Fundamentos de la Mecanica Cuántica El electrón se comporta Como onda y partícula No es posible determinar la posición y la velocidad Del electrón con exactitud

  16. Localización de los electrones en el átomo • Nivel de Energía: • Región del espacio alrededor del núcleo donde se encuentran los electrones y se subdividen en regiones más pequeñas llamadas subniveles y orbitales. • Subnivel: • Son orbitales que tienen las mismas características dentro de un nivel de energía. • Orbital: • Es una región del espacio alrededor del núcleo donde existe una alta probabilidad de encontrar electrones (REMPE)

  17. Números Cuánticos Se puede definir la localización de los electrones de un átomo a partir de los números cuánticos, que son: n Número Cuántico Principal l Número Cuántico Secundario m Número Cuántico Magnético o Azimutal s Número Cuántico de Giro o Spin

  18. Números Cuánticos Se puede definir la localización de los electrones de un átomo a partir de los números cuánticos, que son: n Número Cuántico Principal l Número Cuántico Secundario m Número Cuántico Magnético o Azimutal s Número Cuántico de Giro o Spin

  19. Números Cuánticos n Número Cuántico Principal Número Cuántico Principal, que indica el nivel de energía en que se encuentra el electrón y puede tomar valores de 1 hasta 7, siendo 1 en nivel más cerca del núcleo y 7 el mas alejado n = 1 → 7 Entre más alejado del núcleo este un nivel de energía, mayor será el contenido de energía del mismo.

  20. Contenido de energía de los primeros cuatro niveles (n)

  21. Números Cuánticos l Número Cuántico Secundario Número Cuántico Secundario que indica el subnivel de energía en la que se encuentra el electrón y toma valores de acuerdo al nivel de energía en que se encuentre (entre más grande sea el nivel de energía, más subniveles tendrá) l = 0 → n-1

  22. Números Cuánticos l Número Cuántico Secundario Número Cuántico Secundario que indica el subnivel de energía en la que se encuentra el electrón y toma valores de acuerdo al nivel de energía en que se encuentre (entre más grande sea el nivel de energía, más subniveles tendrá) Ejemplos: El primer nivel de energía ( n=1 ), ¿cuántos subniveles de energía tiene? n = 1 l = 0 hasta n-1 l = 0 → n - 1 l = 0 → n-1 l = 0 → 1 - 1 l = 0 → 0 l = 0 l solo puede tomar un valor (l=0) por lo que el primer nivel de energía (n = 1) solo tiene un subnivel, el subnivel l = 0

  23. Números Cuánticos l Número Cuántico Secundario l = 0 → n-1 Ejemplos: El segundo nivel de energía ( n=2 ), ¿cuántos subniveles de energía tiene? n = 2 l = 0 hasta n-1 l = 0 → n - 1 l = 0 → 2 - 1 l = 0 → 1 l = 0 y l = 1 l solo puede tomar dos valores (l=0 y l=1) por lo que el segundo nivel de energía (n = 2) tiene dos subniveles, el subnivel l = 0 y el subnivel l = 1)

  24. Realiza el siguiente ejercicio para reforzar

  25. Números Cuánticos l Número Cuántico Secundario El tercer nivel de energía ( n=3 ), ¿cuántos subniveles de energía tiene? n = 3 l = 0 hasta n-1 l = 0 → n - 1 l = 0 → 3 - 1 l = 0 → 2 l = 0 , l = 1 y l = 2 l solo puede tomar tres valores (l=0, l=1 y l=2) por lo que el tercer nivel de energía (n = 3) tiene tres subniveles, el subnivel l = 0, el subnivel l = 1 y el subnivel l = 3)

  26. División de niveles de energía (n) en subniveles (l) l =0, l=1, l=2, l=3 l =0, l=1, l=2 l =0, l=1 l = 0 l = n-1

  27. Números Cuánticos m Número Cuántico Magnético o Azimutal Este Número Cuántico indica el número de orbitales que forman a cada subnivel de energía y también nos da información de la posición espacial de los orbitales, entre mayor sea el subnivel de energía mas orbitales (REMPE’S) tendrá m = -l , 0 , +l

  28. Los subniveles de energía (l) están formados por orbitales (m) l= 0 l= 1 m= -0, 0, +0 m= -1, 0, +1 m= 0 m= -1 m= 0 m= +1 1s l= 0 m= -0, 0, +0 m= 0 m = -l, 0, +l

  29. Los subniveles de energía (l) están formados por orbitales (m) l= 0 l= 1 m= -0, 0, +0 m= -1, 0, +1 m= 0 m= -1 m= 0 m= +1 1s l= 0 Un solo orbital del tipo s m= -0, 0, +0 m= 0 m = -l, 0, +l

  30. Los subniveles de energía (l) están formados por orbitales (m) l= 0 l= 1 Un solo orbital del tipo s m= -0, 0, +0 m= -1, 0, +1 m= 0 m= -1 m= 0 m= +1 1s m= 0 Un solo orbital del tipo s m = -l, 0, +l

  31. Los subniveles de energía (l) están formados por orbitales (m) m= 0 l= 1 Un solo orbital del tipo s Tres orbitales del tipo p m= -1, 0, +1 px, py, pz m= -1 m= 0 m= +1 1s m= 0 Un solo orbital del tipo s m = -l, 0, +l

  32. Número de orbitales por cada subnivel de energía Los valores que toma el número cuántico m está relacionado con el número y orientación espacial de los orbitales que forman ese subnivel En el caso de los subniveles de energía l = 0 (subnivel s) m solo puede tomar un valor m=0 m = -l , 0 , +l m= -0, 0, +0 Esto indica que este subnivel esta formado por un solo orbital del tipo s

  33. Formas de los Orbitales Orbitales tipo s

  34. Tamaño de los Orbitales s

  35. Número de orbitales por cada subnivel de energía Para el caso de los subniveles de energía l=1 (subnivel p) los valores de m serán: l= 1 m= -1, 0, +1 m= -1 m= 0 m= +1 En este caso el número de valores que toma m son tres es decir el subnivel de energía l=1 esta formado por 3 orbitales del tipo p y cada uno ocupa diferente posición en el espacio (orbital px, orbital py y orbital pz)

  36. Formas de los Orbitales Orbitales tipo p

  37. Combinación de los 3 orbitales p

  38. Número de orbitales por cada subnivel de energía Para el caso de los subniveles de energía l=2 (subnivel d) los valores de m serán: l= 2 m= -2, 0, +2 m= -1 m= -2 m= 0 m= +1 m= +2 En este caso el número de valores que toma m son cinco es decir el subnivel de energía l=2 esta formado por 5 orbitales del tipo d y cada uno ocupa diferente posición en el espacio (orbital d1, d2, d3, d4, d5 )

  39. Formas de los Orbitales Orbitales tipo d

  40. Número de orbitales por cada subnivel de energía Para el caso de los subniveles de energía l=3 (subnivel f) los valores de m serán: l= 3 m= -3, 0, +3 m= -1 m= -2 m= 0 m= +1 m= +2 m= -3 m= +3 En este caso el número de valores que toma m son cinco es decir el subnivel de energía l=3 esta formado por 7 orbitales del tipo f y cada uno ocupa diferente posición en el espacio (orbital f1, f2, f3, f4, f5, f6, f7 )

  41. Formas de los Orbitales Orbitales tipo f

  42. Orbital atómico 5f

  43. De existir esta sería la forma de un orbital 6h

  44. Un orbital atómico es un volumen del espacio en el cual pueden residir los electrones, por lo tanto, los orbitales se pueden traslapar unos con otros.

  45. Números Cuánticos s Número Cuántico e Giro o Spin “ sólo es posible encontrar un máximo de dos electrones que necesariamente tendrán valores diferentes de su número cuántico de spin”. Para s los valores pueden ser: + 1/2 - 1/2

  46. El spin del electrónalrededor de un ejeimaginario genera un campo magneticoimaginario. Números Cuánticos Área de Química

  47. s s px py pz py pz px s d3 d1 d2 d4 d5 n = 1 l =0 (s) NIVEL 1 n = 2 l = 1 (p) n = 2 l = 0 (s) NIVEL 2 LOCALIZACIÓN DE LOS ORBITALES ATOMICOS (Mécanica Cuántica) n = 3 l = 1 (p) n = 3 l = 0 (s) NIVEL 3 n = 3 l = 2 (d)

  48. Rutherford propone un núcleo formado por Protones de carga positiva En 1933 el ingles James Chadwick descubre el NEUTRON encontrando que tiene una masa Similar a la del proton, pero carece de carga Lo que implica que el nucleo atomico Esta formado esencialmente por: Protones con carga positiva (p+) NUCLEO ATOMICO Neutrones sin carga (n)

  49. Conceptos importantes relacionados con El Núcleo Atómico Número Atómico Número de Masa Masa Atómica

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