Teoría Atómica

Primera teoría sobre la constitución de la materia. La cual habla de la discontinuidad de la materia y que estaba formada  por pequeñas partes llamadas átomos y el vacío que resultaba entre ellos.  También dijo que los átomos eran eternos, indivisibles y de la misma naturaleza, pero diferían en forma, tamaño y distribución en un cuerpo.

MODELO ATÓMICO DE DALTON

John Dalton (1766-1844) formulo los siguientes enunciados acerca te la teoría atómica:

Ø    Toda la materia está formada por partículas llamadas átomos, loa átomos son extremadamente pequeños.

Ø    Los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí, tanto en masa como en propiedades físicas y químicas.

Ø    Los átomos de elementos diferentes son distintos en masa y propiedades.

Ø    Los compuestos se forman por la unión de átomos diferentes y se combinan en razón de números enteros y sencillos.

Ø    En las reacciones químicas solo existe un reordenamiento de átomos.

 MODELO ATÓMICO DE THOMSON

En 1903, Joseph Thomson (1856-1940) postulo que el átomo es una esfera compacta cargada positivamente sobre la cual se incrustan los electrones.  Como se sabía que los átomos poseían electrones y eran eléctricamente neutros, el número de cargas negativas debía ser igual al de las cargas positivas. Este modelo se conoce como el “budín de pasas”.

Thomson demostró utilizando un tubo de descarga, la existencia de partículas mucho más pequeñas que el átomo, cargadas negativamente, a las cuales llamo electrón (e^-).

 
MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD

En 1910, Ernest Rutherford (1871-1937), junto a otros científicos, propusieron un nuevo modelo atómico. Y establecieron que el átomo estaba formado por:

ü  Una región central, muy pequeña, llamada núcleo, en la cual se concentran las cargas positivas (protones) y la mayor parte de la masa del átomo.

ü  El resto del átomo es un espacio vacío. Esta zona ocupa la mayor parte del volumen del átomo.

ü  El átomo es neutro, porque tiene el mismo número de cargas positivas en el núcleo y de cargas negativas girando alrededor de él.

 MODELO ATÓMICO DE BOHR

  Niels Bohr (1888-1962) basados en la física clásica, propuso su modelo del átomo:

 ü   El átomo está formado por un núcleo positivo y una envoltura donde giran los electrones.

ü  Los electrones solo pueden describir orbitas circulares de modo estable alrededor de núcleo, cada orbital corresponde a un nivel de energía permitido. Los niveles de energía (n) se representan por los números 1, 2, 3…. Comenzando desde el núcleo hacia afuera.

ü  Mientras un electrón este girando en su nivel, no absorbe ni emite energía.  Cuando el electrón está en el nivel de energía más bajo se encuentra en estado fundamental, posee menos energía.

ü  Si el electrón absorbe suficiente energía externa, puede pasar a un nivel de mayor energía.  Se dice que el átomo esta excitado.

ü  Cuando un átomo excitado regresa a un nivel de menor energía, emite energía radiante (fotón).

 MODELO ATÓMICO ACTUAL

Este modelo se basa en el principio de dualidad onda-corpúsculo y en el principio de incertidumbre de Heisenberg.  Si bien este modelo no indica con exactitud en qué  parte del átomo esta un electrón, si advierte la región de mayor probabilidad de un momento dado. Esta se conoce como orbital atómica.  Se define como orbital a una zona del espacio donde existe mayor probabilidad de encontrar un electrón.

  NÚMERO ATÓMICO Y MASA ATÓMICA

 Numero Atómico (Z): es el número de protones que tiene un átomo en su núcleo. Cuando los átomos son neutros, el número de protones coincide con el número de electrones.

 Numero másico (A): es el número total de protones más neutrones que tiene un átomo en su núcleo.

A= P⁺ + n

Para representar el número atómico y de masa de un electrón, se anota de la siguiente manera:

NÚMEROS CUÁNTICOS

Numero cuántico principal (n): especifica el nivel energético del orbital, siendo el primer nivel el de menor energía.  A medida que n aumenta, la probabilidad de encontrar un electrón disminuye y la energía del orbital aumenta.

El numero cuántico puede tomar valores enteros: n: 1, 2, 3, 4,……….

Número cuántico secundario o azimutal (l): describe la forma geométrica del orbital.  Los valores de l dependen de él número cuántico principal. Puede tomar valores desde l = 0 hasta l = n-1.  Para los valores de l se designan las siguientes letras: 

  Número cuántico magnético (m_l): indica la orientación del orbital en el espacio.  Puede tomar valores entre

-l……0…….+l

Así, si l=1, existen tres posibilidades de m_l y son: -1, 0, +1.  Por lo que esto traduce que el subnivel p tiene tres orbitales, que se designan por las letras p_x, p_y, p_z.

Numero cuántico spin (m_s): el electrón posee su propio número cuántico que da a conocer el sentido de rotación del electrón en torno a su eje cuando se mueve dentro del orbital.  El electrón solo tiene dos posibles sentidos de giro, por lo que puede tomar valores +1/2 0 -1/2.

 

CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA 

Es la forma en la que se distribuyen los electrones en los orbitales de un átomo en un estado fundamental.  Para la distribución correcta se deben considerar los siguientes principios.

 Ø  Principios de mínima energía: los electrones deben ocupar los orbitales en orden creciente de energía, empezando por los más cercanos al núcleo.

 Ø  Principio de exclusión de Pauli: cada orbital acepta como máximo 2 electrones, los que deben tener spines contrarios.

Ø  Regla de Hund: los electrones van ocupando un subnivel, de forma de que cada electrón adicional que se ubique en orbitales diferentes como el mismo spin.

Ejemplo de aplicación

 Ejemplo 1: Realice la configuración electrónica del Oxigeno (O)

Buscamos en la tabla periódica el numero atómico (Z) del elemento oxígeno, el cual nos indica la cantidad de electrones que tiene elemento.

Z = 8        Oxígeno

  Donde en cada subnivel de energía ubicamos la cantidad de electrones que no lo permita dicho nivel, sabemos que los orbitales S, solo aceptan 2 electrones (e^-), los P aceptan 6 e^-, los d aceptan 10 e^- y los f aceptan 14 e^-.

 Por lo que la configuración del Oxígeno nos queda:

 O =   1s²2s²2p⁴

Esta configuración electrónica nos dice también el periodo y el grupo en el que se encuentra dicho elemento, y lo tomamos así:

a. El nivel de energía nos dice el periodo, estos no los sumamos, solo nos fijamos en el número.

b. La suma de los electrones del último nivel de energía nos da el grupo, que para nuestro caso se llaman los electrones de valencia.

TALLER 

1. Nombre cuales son las partículas subatómicas.
2. Dibuje el átomo con sus partes.
3. Diga cuales son las características de los electrones, protones y neutrones.
4. Explique donde podemos encontrar la mayor parte de la masa de un átomo, que partículas determina dicha cantidad de masa?
5. Que representa en un átomo, el número atómico y la masa atómica.
6. Determine el número de electrones, protones  y neutrones de los 20 primeros elementos de la tabla periódica.
7. Determine el número atómico y la masa atómica de cada uno de los elementos del tercer periodo.
8. Realice la configuración electrónica de los siguientes átomos y prediga el grupo y el periodo donde se podrían encontrar: K, Ge, Se, Br, N, O, Xe, F, Li, Mg, Pb, Ba, I, Al, Br, Cl, C, Te, P, Ar.
9. Realice un mapa conceptual donde explique la evolución de la teoría atómica, teniendo en cuenta los conceptos vistos en clase.
10. Realice la configuran electrónica en spin de lo los primeros 20 elementos de la tabla periódica.