TEORÍA ATÓMICA

COLEGIO DOMINGO ORTIZ DE ROZAS

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS

LA LIGUA

PROFESORA: PATRICIA SILVA BASILIO

TEORÍA ATÓMICA

El origen de la teoría atómica de la materia, se remonta cuando Leucipo y Demócrito planteaban que la materia estaba formada por una partícula indestructible e indivisible a la que llamaron átomo.

MODELO ATOMICO DE JOHN DALTON

Las ideas filosóficas fueron alcanzadas durante 2000 años, pero comenzaron a tener sentido a fines del siglo XVIII. El profesor Dalton en el año 1808 propone la teoría atómica de la materia, la que se resume en los siguientes postulados:

1. Toda la materia está formada por átomos
2. Los átomos son partículas indivisibles e invisibles.
3. Los átomos de un mismo elemento son de la misma clase y tienen igual masa
4. Los átomos que forman los compuestos están en una relación de números enteros y sencillos.
5. Los átomos que forman los compuestos son de dos o más clases diferentes.
6. Los cambios químicos corresponden a una combinación, separación o reordenamiento de átomos.

RAYOS CATÓDICOS

En 1850 William Crookes construyó  tubo de descarga conocido también como tubo de Crookes. Este consiste en un tubo de vidrio con electrodos metálicos en sus extremos. Los gases son aisladores eléctricos, sin embargo si sometemos el gas a bajas presiones y elevados voltajes, éstos se convierten en conductores eléctricos. La bomba de vacío nos permite enrarecer progresivamente el gas que llena el tubo, esto permitirá que la presión disminuya a 4 o 5 mm Hg; además elevamos el voltaje a unos 5000 voltios: se observará un haz luminoso entre los dos electrodos. Si la presión del gas llega a casi un vacío, dejamos a 1 mm Hg, la luminosidad invade todo el tubo. A presiones menores aparece cerca del cátodo una zona oscura denominada Espacio oscuro de Crookes, este espacio se incrementa al disminuir la presión. Al alcanzar 0.01 mm Hg el espacio oscuro de Crookes ocupa prácticamente  todo el tubo de vacío, pero sucede la aparición de una iluminiscencia azulada que procede al cátodo. A esta iluminiscencia se le denominó RAYOS CATÓDICOS.

En 1897, J.J. Thomson, físico inglés, estudió los rayos catódicos trabajando con tubos de descarga modificados y llegó a determinar que dichos rayos estaban constituidos de partículas subatómicas de carga negativa a las que posteriormente se les denominó electrones.

Las características de los rayos son:

1.       Los rayos viajan en línea recta desde el cátodo 

2.      El haz de rayos catódicos, en presencia de un campo eléctrico, se desvía hacia la placa positiva, dando prueba de su carga eléctrica positiva.

3.      El paso de los rayos catódicos transfieren energía térmica y cinética a las aspas.

CARGA Y MASA DEL ELECTRÓN

Thomson construyó un tubo de descargas en el que dispuso un campo eléctrico en oposición de un campo magnético, los cuales fueron regulados de tal manera que no se observara desviación de los rayos catódicos. Esto último ocurre sólo cuando la intensidad de ambos campos es igual. Bajo estas condicioners, sólo pudo determinar la razón carga/masa del electrón, estableciendo para esta razón el valor -1.76 x 108 Coulomb/gramo. Con esta información era imposible determinar la masa y la carga en forma separada.

Masa del electrón =  carga  =    -1.6 x10-19 C   =  9.09 x 10-28 g                           Carga/masa      -1.76 x108

Pero en 1909 R. Millikan determinó la carga del electrón a través del experimento de gotitas de aceite suspendidas en un campo eléctrico. Para en electrón obtuvo la carga –1.6 x 10-19 Coulombs. Por lo tanto se puede determinar la masa del electrón:

 

 

 

En conclusión gracias al descubrimiento del electrón, Thomson plantea un modelo atómico “El budín de pasas”, el el que consideraba a los átomos como esferas de carga positiva, uniformemente distribuidas y a los electrones dispersos en ella en un número igual a las cargas positivas, para conservar la neutralidad.

DESCUBRIMIENTO DEL PROTÓN

 En1886, Goldstein observó que al trabajar con un tubo de descarga de cátodo perforado, en dirección opuesta a los rayos catódicos, se desprendía una radiación. Estos rayos fueron designados como rayos canales y resultaron ser partículas positivas, originadas por el choque de los rayos catódicos con átomos de gases residuales en el tubo.

Se determinó la relación carga / masa del protón, el valor encontrado fue 9.58 x 104 C/g, con lo que la masa calculada para esta partícula fue 1.67 x 10-24 g. Esto indica que la partícula positiva tendría una masa de 1836 veces mayor que el electrón. La carga eléctrica del protón es igual a la del electrón pero con signo contrario, o sea +1.6 x10-19 C.

RAYOS X

En 1895, Roentgen estudiando los rayos catódicos observó que una lámina recubierta con ciano platinato de bario que estaba a una cierta distancia del tubo, emitía una fluorescencia verdosa. “Corresponden a unos rayos que atraviesan los materiales menos densos, como la madera, pero no pasan a través de los más densos, como los metales. Además no sufren desviación por efectos de campos eléctricos o magnéticos. Por estas  características, estos rayos no deberían estar formado por partículas cargadas, son como rayos de luz”. Él apenas tenía idea de cual era la naturaleza de esos rayos, así que los llamó RAYOS X.

RADIACTIVIDAD

En 1896. Henri Becquerel, estudiando la fluorescencia emitida por un material de uranio( Pechblenda) descubrió casualmente la  radiactividad, propiedad de algunos átomos de ciertos elementos consistente en la desintegración espontánea del núcleo, generando partículas y átomos de menor masa. Dicha propiedad  siguió siendo estudiada por los esposos marie y Pierre Curie, quienes descubrieron el radio y el polonio. Posteriormente Rutherford experimenta con esta nueva radiación aplicándole un campo eléctrico y logra obtener tres tipos de radiaciones que los llamó: alfa, beta y gamma

MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD

En 1911, Rutherford utilizando un haz de radiación alfa, bombardearon láminas matálicas muy delgadas, colocando una pantalla de sulfuro de zinc a su alrededor, sustancia que tenía la cualidad de producir destellos con el choque de las partículas alfas incidentes. La hoja metálica fue atravesada por la mayoría de las partículas  alfa incidentes. Algunas de ellas siguieron en línea recta, otras fueron desviadas de su camino y lo más sorprendente fue que muy pocas rebotaron contra la lámina.

El comportamiento de las partículas alfa contra la lámina metálica llevó a Rutherford a concluir que cada átomo estaría formado por una parte central, el núcleo, de carga positiva donde estaría concentrada la masa del átomo. Con ello explicaba la desviación de las partículas alfa. Los electrones se encontrarían en una estructura externa girando en órbitas circulares muy alejadas del núcleo, dejando un gran espacio libre que explicaría el paso mayoritario de las partículas alfa. Esta visión se conoce como el MODELO PLANETARIO DE RUTHERFORD