Unidad II 2.1 Estructura del átomo

Química general I

Alfonso Rito Norma López

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El átomo en la antigüedad

Demócrito introdujo el concepto de átomo, como la constitución de la materia por partículas indivisibles.

Platón y Aristóteles rechazaron la idea.

Demócrito

460 a. C. - c. 370 a. C

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Postulados de John Dalton (1803-1807)

Mediante experimentos y observaciones, propuso:

1. Los elementos están formados por partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.

2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos, tienen igual tamaño, masa y propiedades químicas. Los átomos de un elemento son diferentes a los átomos de todos los demás elementos.

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Postulados de John Dalton (1803-1807)

3. Los compuestos están formados por más de un elemento. En cualquier compuesto, la relación del número de átomos entre dos de los elementos presentes siempre es un número entero.

4. Una reacción química implica sólo la separación, combinación o reordenamiento de los átomos, nunca supone la creación o destrucción de los mismos.

4

Actualmente se sabe que hay partículas más pequeñas que el átomo

Son llamadas partículas subatómicas

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Descubrimiento del electrón

Se estudiaron descargas eléctricas en tubos al vacío, el cual produce radiación (rayos catódicos).

Su movimiento se puede detectar con ciertos materiales el cual produce fluorescencia.

Los campos eléctricos desvían los rayos.

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Descubrimiento del electrón

• Lar partículas debido a las respuestas magnéticas y eléctricas, poseen carga.

• Carga negativa conocido como electrones.

• Estas observaciones fueron publicadas por Joseph John Thomson, quien se le atribuye el descubrimiento del electrón.

Joseph John Thomson

Premio Nobel de física 1906

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Descubrimiento del protón y núcleo atómico

Se conocía que los átomos son neutros, por lo que si hay una carga negativa, debe haber una positiva.

Joseph John Thomson propuso el modelo de “pudín de pasas”

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Descubrimiento del protón y núcleo atómico

• 1910 Ernest Rutherford hizo el siguiente experimento.

9

Modelo de Rutherford

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Descubrimiento del protón y núcleo atómico

• Algunas partículas alfa se encuentran en curso de colisión con un núcleo mucho más denso, este lo desvía mucho o rebota a otra dirección.

• La mayor parte de la masa del átomo está en el núcleo, es decir, protones y neutrones.

• En el núcleo se encuentra toda la carga positiva. • La mayor parte del volumen del átomo es vacío,

donde se encuentran los electrones. • La mayor parte de los rayos alfa, pasan por este

espacio vacío.

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Descubrimiento del neutrón

• Átomos de hidrógeno: 1 protón

• Átomos de helio: 2 protones.

1:2

Pero como la relación era de 1:4, debe haber una partícula más en el núcleo, igual de pesada que el protón…

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Descubrimiento del neutrón

James Chadwick, 1932

Bombardeó con partículas alfa una lámina de berilio, se emitió una radiación de alta energía parecida a la radiación gamma.

Neutrones: partículas eléctricamente neutras con una masa ligeramente mayor a la de los protones.

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Número atómico, masa atómica y número de masa

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Número atómico

Es el número de protones en el núcleo del átomo de un elemento. Se simboliza con la letra “Z”.

En el átomo neutro el número de protones es igual al de electrones.

• Helio………….2 protones……………….Z: 2

• Fósforo………15 protones……………..Z: 15

15

• Titanio………. 22 protones……………..Z: 22

• Polonio……… 84 protones……………..Z: 84

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Número de masa

Es el número total de neutrones y protones presentes en el núcleo de un átomo de un elemento. Se simboliza con la letra A.

17

Número de masa

18

¿Cómo calcular el número de neutrones con el número de masa?

19

Agregando más neutrones

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Abundancia de isótopos

Isótopo Abundancia en la Tierra

(%)

Masa atómica (uma)

99.985 1.0078

0.015 2.0140

Trazas 3.0160

98.89 12.0000

1.11 13.0034

Trazas 14.0032

75.77 34.9689

24.23 36.9659

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Masa atómica

Masa del átomo se expresa en unidades de masa atómica (uma).

1 uma es la masa exactamente igual a un doceavo de la masa de carbono 12 (12C)

Átomo de hidrógeno tiene 8.400% de la masa del carbono 12.

0.084 x 12 uma = 1.008 uma

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En la tabla periódica se indica la masa atómica promedio de cada elemento:

Masa atómica promedio = (0.9890)(12.0000 uma) + (0.0110)(13.0034) = 12.01 uma

Este valor lo encontramos en la tabla periódica

98.89 12.0000

1.11 13.0034

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Ejercicio Completar con los datos faltantes

Elemento Z A No. e- No.

protones

No.

neutrones

Na 11 22

Rh 103 45

V3+ 28

Br 35

U 238

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