La matèria: propietats elèctriques i l’àtom

1. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET PER COMENÇAR ESQUEMA INTERNET ANIMACIONS ANTERIOR EIXIR 4 La matèria: propietats elèctriques i l’àtom

2. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET Per començar, experimenta i pensa ANTERIOR EIXIR Esquema de continguts La matèria: propietats elèctriques i l’àtom Àtoms Partícules subatòmiques Naturalesa elèctrica de la matèria Isòtops L’àtom Ions Versori Models atòmics Electroscopi Pèndol elèctric Model atòmic de Thomson Model atòmic de Rutherford Model atòmic de Bohr Model atòmic actual Experiència de la làmina d’or El mètode científic i els models atòmics Radioactivitat Fissió i fusió nuclear

3. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR ANTERIOR EIXIR Per començar, experimenta i pensa És possible que els paperets s’agiten dins de la capsa sense moure-la? Com creus que ho hem aconseguit?… S’han barrejat la sal i el pebre… Series capaç de separar-los?

4. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR ANTERIOR EIXIR Naturalesa elèctrica de la matèria L’àmbar i el vidre s’electritzen amb càrrega diferent quan els freguem amb llana o seda, respectivament. Un tros de vidre i un altre d’àmbar electritzats s’atrauen. Dos trossos d’àmbar electritzats es repel·leixen. Dos trossos de vidre electritzats es repel·leixen. Quan s’apropen dos cossos amb electricitat del mateix signe, es repel·leixen, i quan s’apropen dos cossos amb electricitat de signes diferents, s’atrauen. FORCES ENTRE CÀRREGUES ELÈCTRIQUES

5. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR + + + + + ANTERIOR EIXIR L’electroscopi Barra carregada L’electroscopi és un aparell que serveix per a detectar cossos carregats. Barra carregada Tap de suro Bola metál·lica Per contacte Barra metàl·lica Làmines metàl·liques Per inducció Barra carregada Si toquem la vareta amb una barra metàl·lica, es descarrega.

6. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR + + + + + + + + + + + + + + + + + + ANTERIOR EIXIR El pèndol elèctric Coulomb ATRACCIÓ REPULSIÓ ATRACCIÓ REPULSIÓ

7. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR + + + + + + + + ANTERIOR EIXIR El versori El versori va ser inventat per William Gilbert cap a l’any 1600 per detectar cossos carregats. Contacte Làmina fixa Escala Làmina mòbil

8. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR + + + + ANTERIOR EIXIR Partícules subatòmiques Gotetes d’oli electritzades Atomitzador Robert Millikan va mesurar la càrrega de la gota en suspensió i es va adonar que, per a diverses gotetes, la càrrega era sempre múltiple d’una càrrega elemental. La càrrega de l’electró és d’1,66 × 10−27 C. Placa carregada positivament Ajustant el voltatge s’aconsegueix deixar la gota en suspensió. Gas Microscopi Placa carregada negativament Goteta d’oli en suspensió

9. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR Cl Na 35 23 17 11 17 11 17 11 ANTERIOR EIXIR Àtoms CLOR SODI Nombre màssic A Nombre atòmic Z Nombre de protons Nombre d’electrons A – Z = 35 -17 =18 A – Z = 23 - 11 =12 Nombre de neutrons

10. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR 3 1 2 H H H 1 1 1 ANTERIOR EIXIR Isòtops S’anomenen isòtops els àtoms que tenen el mateix nombre de protons i es diferencien en el nombre de neutrons. Per tant, presenten el mateix Z i diferent A. Proti Deuteri Triti Gairebé tots els elements químics presenten isòtops. Habitualment tots els isòtops d’un element reben el mateix nom; com a excepció, l’hidrogen té tres isòtops que posseeixen un nom propi.

11. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR ANTERIOR EIXIR Ions CATIÓ ANIÓ 8 + 3 + O neutre Li neutre 8 – 3 – Àtom d’oxigen (O) Àtom de liti (Li) 3 + Li catió 2 – 8 + O anió 10 –

12. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR ANTERIOR EIXIR Model atòmic de Thomson Segons Thomson, l’àtom devia ser com una gran massa de càrrega positiva, i inserits en aquesta devien trobar-se els electrons. La càrrega negativa dels electrons compensava la càrrega positiva per tal que l’àtom fóra neutre. Càrrega positiva Càrregues negatives

13. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR Partícules α ANTERIOR EIXIR Experiència de la làmina d’or Una proporció menuda de partícules alfa travessava la làmina, però sofria una lleu desviació. Una de cada 10 000 partícules alfa rebotava en arribar a la làmina i tornava cap enrere. Làmina d’or Plom Pel·lícula fotogràfica Mineral d’urani La majoria de les partícules alfa travessava la làmina d’or sense desviar-se.

14. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR ANTERIOR EIXIR Model atòmic de Rutherford Amb el model de Rutherford queda totalment explicada l’experiència de la làmina d’or. Electrons Partícules que passen prop d’un nucli, la trajectòria de les quals es desvia. Partícules alfa que arribe a la làmina d’or i la travessen sense desviar-se, ja que no troben cap obstacle. Només una proporció molt xicoteta de partícules xoca amb un nucli, és repel·lida i torna cap enrere. Nucli L’àtom està format per un nucli molt xicotet i una escorça. En el nucli es concentra tota la càrrega positiva i quasi tota la massa; en l’escorça es troben els electrons girant al voltant del nucli.

15. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR ANTERIOR EIXIR Model atòmic de Bohr Segons el model atòmic de Bohr, els electrons de l’escorça giren al voltant del nucli descrivint només determinades òrbites circulars. Electrons Nucli Àtom de sodi (Na) Àtom de fòsfor (P) Àtom d’oxigen (O)

16. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR z z z y y y x x x ANTERIOR EIXIR Model atòmic actual Un orbital és una regió de l’espai en què hi ha una probabilitat màxima de trobar l’electró. Orbital 1s Orbital 2s Orbital 2px Orbital 2py Orbital 2pz

17. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR 7 4 8 5 3 1 2 6 ANTERIOR EIXIR El mètode científic i els models atòmics Observacions. Thomson i altres científics van dur a terme una sèrie d’experiències que van permetre aïllar i determinar la massa i la càrrega de les partícules de l’àtom. Hipòtesi. L’àtom deu ser com una gran massa de càrrega positiva, i inserits en aquesta deuen trobar-se els electrons. (Model atòmic de Thomson) Conclusions i publicació. S’accepta com a vàlid el model atòmic de Rutherford. L’anàlisi de les dades va indicar que la hipòtesi inicial no era certa. Nova hipòtesi. L’àtom està format per un nucli molt xicotet, en el qual es concentren la càrrega positiva i quasi tota la massa de l’àtom, i una escorça molt més gran, on es troben els electrons girant al voltant del nucli. (Model atòmic de Rutherford) Hipòtesi certa? Per comprovar la hipòtesi de Thomson s’ideen experiències. Anàlisi de dades. Van analitzar les empremtes que les partícules alfa que bombardejaven la làmina d’or deixaven sobre la pel·lícula fotogràfica que envoltava el conjunt. Experimentació. Geiger i Marsden van dur a terme l’experiència de la làmina d’or.

18. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR Placa d’alumini Formigó ANTERIOR EIXIR Radioactivitat La pèrdua o el guany d’algunes partícules subatòmiques és el fenomen de la radioactivitat. Rajos α Rajos β Rajos γ

19. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET CLICA PER CONTINUAR neutró nucli ANTERIOR EIXIR Fissió i fusió nuclear La ruptura del nucli de certs isòtops d’alguns elements químics per donar uns altres nuclis més xicotets s’anomena fissió nuclear.

20. ESQUEMA ANIMACIONS INICI INTERNET Experiència de Rutherford Marie Curie i la radioactivitat ANAR-HI ANAR-HI ANTERIOR EIXIR Enllaços d’interés

21. ESQUEMA ANIMACIONS INICI CLIC PARA CONTINUAR OBRIR OBRIR OBRIR OBRIR ANTERIOR EIXIR INTERNET Animacions: 1a pàgina Estructura electrònica Configuració electrònica Formació de nuclis atòmics Fissió i fusió nuclear

22. ESQUEMA ANIMACIONS INICI Models atòmics OBRIR ANTERIOR EIXIR INTERNET Animacions: 2a pàgina