Estructura Atomica

QUÍMICA 2º BACH.

TEMA 1. ESTRUCTURA ATÓMICA.

Modelos atómicos

Teoría atómica de Dalton:

La materia está formada por átomos indivisibles.

Los átomos de un elemento son distintos de los átomos de otro elemento

diferente.

Los compuestos se forman por la unión de átomos de los correspondientes elementos en una relación numérica sencilla.

En una reacción química, los átomos se agrupan de forma diferente a como lo estaban inicialmente, pero ni aparecen ni desaparecen.

Si se aplica una diferencia de potencial muy alta entre dos electrodos situados dentro de un tubo con un gas a baja presión se emiten “rayos catódicos”, llamados así porque salían del cátodo o electrodo negativo.

Thomson descubrió que los rayos catódicos eran partículas subatómicas (mas pequeñas que el átomo) con carga eléctrica negativa, a las que llamó electrones. Supuso que el átomo tenía aspecto de un pudin, formado por una “masa” cargada positivamente en la que se insertaban los electrones cargados negativamente.

Rutherford y Geiger bombardeando láminas muy finas de oro con partículas alfa (cargadas positivamente) vieron que la mayoría de las partículas lanzadas contra la lámina la atravesaban sin desviarse y que aproximadamente 1 de cada 20000 de ellas se desviaba, incluso salía rebotada. El análisis de estas experiencias llevó a Rhuterford a decir que toda la carga positiva se apiña en una región muy pequeña, el núcleo. Las partículas alfa rebotadas son las que inciden directamente sobre el núcleo, que por su carga positiva, las repele fuertemente.

En 1932 J. Chadwick descubrió los neutrones, partículas subatómicas sin carga que se encuentran en el núcleo junto a los protones.

Partícula subatómica Símbolo Carga eléctrica Masa (u)

Electrón e- -1 1/1840

Protón P+ +1 1

Neutrón n0 0 1

Número atómico (Z) El número atómico es el número de protones que hay en el núcleo de un átomo. Los elementos están ordenados en la tabla periódica en orden creciente de su número atómico. En un átomo neutro el número de electrones será igual al de protones.

Número másico (A) El número másico es el número total de partículas que constituyen el núcleo (número de protones + número de neutrones). A = Z+N

Isótopos Dosátomos son isótopos cuando tienen el mismo número de protones pero distinto número de neutrones, tienen por tanto el mismo número atómico y distinto número másico.

Los isótopos se representan mediante la siguiente notación:

Número másico (A) = (Z) Número de protones + (N) Número de neutrones

35

17

Número atómico (Z) = Número de protones

Si el átomo es neutro: Número de electrones = Número de protones

Este isótopo del cloro tiene Z=17 protones, N=A-Z=35-17=18 neutrones.

Es neutro, por tanto tiene 17 electrones.

En ocasiones podemos referirnos a un isótopo como Cl-37, eso quiere decir que 37 es su número másico.

Masa atómica de una elemento La masa atómica de un elemento es la media ponderada de las masas de los diferentes isótopos que forman el elemento. Por ejemplo el Carbono

posee 3 isótopos distintos12 C ,13 C

y 14 C .

6 6 6

La unidad de masa atómica (u) se define como la doceava parte de la masa del isótopo Carbono-12.

El espectro electromagnético El espectro electromagnético es el conjunto formado por todos los tipos de ondas electromagnéticas que existen. Podemos clasificarlas en función de su frecuencia o su longitud de onda.

Menor frecuencia

f

Mayor frecuencia

Ondas de radio

Mayor longitud de onda

λ

Menor longitud de onda

Microondas

Infrarrojo

Luz visible

Rojo Naranja Amarillo Verde Azul Violeta

Ultravioleta

Rayos X

Rayos γ

Según Einstein la radiación electromagnética puede considerarse además de cómo una onda, como un chorro de partículas, denominadas fotones. Cada fotón posee una energía proporcional a su frecuencia según la ecuación E=h∙f donde h es la constante de Planck y f la frecuencia.

La luz blanca contiene fotones de todos los colores.

Espectros atómicos Cuando un haz de luz blanca (que contiene radiciones de todas las frecuencias) atraviesa una muestra de un elemento y posteriormente, la luz emergente se hace pasar por un prisma (que separa la luz en las distintas frecuencias que la componen) se obtiene el “espectro de absorción” del elemento. En él se observa que faltan determinadas frecuencias del espectro. Cada elemento absorbe sus propias frecuencias, de forma que no hay dos elementos con el mismo espectro de absorción.

Fuente de luz

Recipiente con hidrógeno

Prisma

Película

Si calentamos a alta temperatura o sometemos a una corriente eléctrica de alto voltaje una muestra de un elemento esta comienza a emitir luz. Si pasamos la luz emitida por un prisma obtenemos el “espectro de emisión del elemento”. En él se observan una serie frecuencias discretas que son producidas por el elemento.

Recipiente con hidrógeno sometido a una corriente eléctrica

Prisma

Película

Los espectros de emisión y absorción son complementarios, es decir, las líneas que faltan en el de absorción son las que aparecen en el emisión. Las frecuencias observadas son características de cada elemento, no hay dos elementos que absorban/emitan la misma combinación de frecuencias.

Modelo atómico de Bohr Para explicar los espectros de absorción y emisión de los elementos,

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