VIDEOS SOBRE EL ÁTOMO

MODELOS ATOMICOS EN EL TIEMPO.

 

 

LA TABLA PERIODICA.

 

Historia del Átomo

“Por convención hay color, hay lo dulce y hay lo amargo, pero, en realidad, sólo hay átomos y espacio.”

Demócrito.

 

 

Desde la antigüedad el hombre se ha preguntado ¿de qué esta hecha la materia?. En el siglo V a.C., Leucipo pensaba que sólo había un tipo de materia. Sostenía, además, que si dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas, acabaríamos encontrando una porción que no se podría seguir dividiendo. Más tarde Demócrito, bautizó a estas partes indivisibles de materia con el nombre de átomos, término que en griego significa “Indivisible”.

Sin embargo las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filósofos de su época y hubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la idea de los átomos fuera tomada de nuevo en consideración.

 

 

 

En 1808, John Dalton publicó su teoría atómica, que retomaba las antiguas ideas de Leucipo y Demócrito. Según la teoría de Dalton:

1) Los elementos están formados por partículas discretas, diminutas e indivisibles, llamadas átomos, que no se alteran en los cambios químicos.

2) Los átomos de un mismo elemento son todos iguales entre sí en masa, tamaño y en el resto de las propiedades físicas o químicas. Por el contrario, los átomos de elementos diferentes tienen distinta masa y propiedades.

3) Los compuestos se forman por la unión de átomos de los correspondientes elementos según una relación numérica sencilla y constante. Por ejemplo, el agua está formada por 2 átomos del elemento hidrógeno y 1 átomo del elemento oxígeno.

 

Modelo Atomico de Thomson.

 

En 1897 J.J Thomson demostró que dentro de los átomos hay unas partículas diminutas, con carga negativa, a las que llamo electrones.

En su modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, como un pudín de pasas. Se pensaba que los electrones se distribuían uniformemente alrededor del átomo. En otras ocasiones, en lugar de una nube de carga negativa se postulaba con una nube de carga positiva. El nuevo modelo atómico usó la amplia evidencia obtenida del estudio de los rayos catódicos a lo largo de la segunda mitad del siglo XIX. Si bien el modelo atómico de Dalton daba debida cuenta de la formación de los procesos químicos, postulando átomos indivisibles, la evidencia adicional suministrada por los rayos catódicos sugería que esos átomos contenían partículas eléctricas de carga negativa. El modelo de Dalton ignoraba la estructura interna, pero el modelo de Thomson aunaba las virtudes del modelo de Dalton y simultáneamente podía explicar los hechos de los rayos catódicos.

Thomson también explicó la formación de iones, tanto positivos como negativos.
Cuando el átomo pierde algún electrón, la estructura queda positiva y se forman iones positivos; pero si el átomo gana algún electrón, la estructura queda negativa y se forman iones negativos.

 

El Modelo de Rutherford.
Este modelo de Rutherford fue el primero modelo atómico que se consideró al átomo formado por dos partes: la "corteza", constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo", muy pequeño que concentra toda la carga positiva y casi toda la carga masa del átomo.

Rutherford llegó a la conclusión de que la masa del átomo se concentraba en una región pequeña de cargas positivas que impedían el paso de las partículas alfa. Sugirío un nuevo modelo en el cual se concentra la masa y la carga positivia, y que en la zona extrema nuclear se encuentran los electrones de carga negativa. Rutherford pensó que esta fracción de partículas rebotadas en dirección opuesta podía ser explicada si se suponía la existencia de fuertes concentraciones de carga positiva en el átomo.

Modelo átomico de Bohr.

Tras  el descrubrimiento del neutrón, en 1913 Böhr intentó mejorar el modelo atómico de Rutherford aplicando ideas cuánticas. Para realizar su modelo atómico se valió del átomo de hidrógeno; describió el átomo de hidrogeno; describió al átomo de hidrógeno con un protón como núcleo y con un electrón girando a su alrededor. Las nuevas ideas sobre la cuantización de la energía son las siguientes:

El átomo está cuantizado, ya que solo puede poseer unas pocas y determinadas energías.

El electrón gira en unas órbitas circulares alrededor del núcleo, y cada órbita es un estado estacionario que va asociado a un numero natural, "n" (núm. cuántico principal), y toma valores del 1 al 7.

Así mismo, cada nivel "n" está formado por distintos subniveles, "l". Y a su vez, éstos se desdoblan en otros (efecto Zeeman), "m". Y por último, hay un cuarto núm. cuántico que se refiere al sentido, "s".

Cuando un electrón pasa de un nivel de energía a otro, se absorbe o se emite energía. Cuando el electrón está en n=1 se dice que está en el nivel fundamental (nivel de mínima energía); al cambiar de nivel el electrón absorbe energía y pasa a llamarse electrón excitado.

Böhr situó a los electrones en lugares exactos del espacio.

Es el modelo planetario de Böhr.

Modelo átomico de Sommerfeld

El Modelo atómico de Sommerfeld es un modelo atómico hecho por el físico alemán Arnold Sommerfeld (1868-1951) que básicamente es una generalización relativista del modelo atómico de Bohr (1913).

En 1916, Arnold Sommerfeld, con la ayuda de la relatividad de Albert Einstein, hizo las siguientes modificaciones al modelo de Bohr:

Los electrones se mueven alrededor del núcleo, en órbitas circulares o elípticas.

A partir del segundo nivel energético existen dos o más subniveles en el mismo nivel.

El electrón es una corriente eléctrica minúscula.

En consecuencia el modelo atómico de Sommerfeld es una generalización del modelo atómico de Bohr desde el punto de vista relativista, aunque no pudo demostrar las formas de emisión de las órbitas elípticas, solo descartó su forma circular.

Modelo mecánico cuántico de Schrödinger. y Heisenberg.

Expuesto en 1925 en la actualidad es el modelo que se utiliza

Dualidad onda-partícula: Broglie propuso que las partículas materiales tienen propiedades ondulatorias, y que toda partícula en movimiento lleva una onda asociada.
Principio de indeterminación: Heisenberg dijo que era imposible situar a un electrón en un punto exacto del espacio.
Las ecuaciones del modelo mecano-cuántico describen el comportamiento de los electrones dentro del átomo, y recogen su carácter ondulatorio y la imposibilidad de predecir sus trayectorias exactas.
Así establecieron el concepto de orbital, región del espacio del átomo donde la probabilidad de encontrar un electrón es muy grande.

Características de los orbitales:

• La energía está cuantizada.
• Lo que marca la diferencia con el modelo de Böhr es que este modelo no determina la posición exacta del electrón, sino la mayor o menor probabilidad.
• Dentro del átomo, el electrón se interpreta como una nube de carga negativa, y dentro de esta nube, en el lugar en el que la densidad sea mayor, la probabilidad de encontrar un electrón también será mayor.
• El comportamiento de los electrones dentro del átomo se describe a través de los números cuánticos
• Los números cuánticos se encargan del comportamiento de los electrones, y la configuración electrónica de su distribución.
• Y por último, dada la cantidad de elementos, se necesitaba una clasificación. Hoy en día se utiliza la Tabla Periódica, aunque le precedieron muchos otras propuestas. En la Tabla Periódica los elementos se clasifican según el número atómico.

 Modelo de Dirac-Jordan.

En 1928 el físico ingles Dirac (1902-1984) y el físico-matemático alemán Jordan(1902-1980) propusieron desde un punto de vista matemático y considerando la teoría de la relatividad de A. Eintein, una ecuación que incluye una nueva propiedad de las particulas, el espin (s) propiedad estrictamente cuantica que complementa la descripcion fundamental de magnetismo. Esta ecuacion establece con mayor exatitud la localizacion de los elecrones. Dirac logro una descripcion cuanti-relativista del electron, prediciendo la existencia de la antimateria. En las ecuaciones de Dirac y Jordan aparece el cuarto parámetro con caracteristica cuantica, denominado s, ademas de los ya conocidos n, l, y m.

EVOLUCIÓN DE LOS MODELOS ÁTOMICOS.

 

 

 

 

 

 

 

Experimentos de Presión atmosférica

1.-La vela y el Vaso.

Materiales:

1 vela

1  vaso de vidrio más grande que la vela

1 un plato o recipiente hondo

1 agua

 

Procedimiento:

 

Coloca la vela encendida en el centro del plato, la puedes fijar con un poco de cera, a continuación enciende la vela y vierte en el  fondo del plato un poco de agua sin que apague o tape por completo la vela, enseguida tapa la vela con el vaso de vidrio. ¿Qué es lo que sucede?, ¿Por que crees que pasa esto? y si observas nuevamente ¿Que paso con el nivel agua?

 

Conclusiones.

 

Cuando pusimos el vaso sobre la vela y el plato, la vela consumió el oxígeno además de calentar el aire y parte de este se escapa por el fondo del vaso; si te fija bien, se ven burbujitas saliendo. Por el proceso de combustión donde se produce CO2 se acaba el oxígeno y el aire se enfría. Como el aire frío ocupa menos que el aire caliente, el agua sube por efectos de diferencias de presión fuera y dentro del vaso.

2.- Vaso y agua

Materiales:

1 vaso
1 cuadro de papel mas grande que la circunferencia del vaso
agua

Procedimiento:

Primero coloca el cuadro de papel tapando la boca del vaso y con cuidado voltea sobre tu otra mano presionando ligereamente, ahora retira la mano que sostiene el papel ¿que sucede?

Ahora vacia un poco de agua dentro del vaso, y nuevamente cubrelo con el papel, voltealo sobre tu otro mano y presiona ligeremente para que no se vierta el agua, retira ahora tu mano ¿Qué puede observar?, ¿Será magia?.

Conclusiones.

 

Clasificación y uso de los imanes

Además de la magnetita o imán natural existen diferentes tipos de imanes fabricados con diferentes aleaciones(mezclas):

• Imanes cerámicos o ferritas.
• Imanes de alnico.
• Imanes de tierras raras.
• Imanes flexibles.
• Otros.

Imanes cerámicos

Se llaman así por sus propiedades físicas. Su apariencia es lisa y de color gris oscuro, de aspecto parecido a la porcelana. Se les puede dar cualquier forma(maleables), por eso es uno de los imanes más usados (altavoces, aros para auriculares, cilindros para pegar en figuras que se adhieren a las neveras, etc.). Son muy frágiles, pueden romperse si se caen o se acercan a otro imán sin el debido cuidado.

Se fabrican a partir de partículas muy finas de material ferromagnético (óxidos de hierro) que se transforman en un conglomerado por medio de tratamientos térmicos a presión elevada, sin sobrepasar la temperatura de fusión. Otro tipo de imanes cerámicos, conocidos como ferritas, están fabricados con una mezcla de bario y estroncio. Son resistentes a muchas sustancias químicas (disolventes y ácidos) y pueden utilizarse a temperaturas comprendidas entre _40 ºC y 260 ºC

 

Imanes de alnico Se llaman así porque en su composición llevan los elementos alumnio, niquel y cobalto y su nombre se deriva de esta contracción de palabras. Se fabrican por fusión de un 8 % de aluminio, un 14 % de níquel, un 24 % de cobalto, un 51 % de hierro y un 3 % de cobre. Son los que presentan mejor comportamiento a temperaturas elevadas. Tienen la ventaja de poseer buen precio, aunque no tienen mucha fuerza.

Imanes de tierras raras

Se clasifican en dos tipos de acuerdo al material químico que los compone y pueden ser de Neodimio o Samario. Los imanes de neodimio Son imanes pequeños, de apariencia metálica, con una fuerza de 6 a 10 veces superior a los materiales magnéticos tradicionales. Los imanes de boro/neodimio están formados por hierro, neodimio y boro; tienen alta resistencia a la desmagnetización. Son lo bastante fuertes como para magnetizar y desmagnetizar algunos imanes de alnico y flexibles. Se oxidan fácilmente, por eso van recubiertos con un baño de zinc, niquel o un barniz epoxídico y son bastante frágiles.

Samario/cobalto no presentan problemas de oxidación pero tienen el inconveniente de ser muy caros. Están siendo sustituidos por los de boro_neodimio.

Imanes flexibles

Se fabrican por aglomeración de partículas magnéticas (hierro y estroncio) en un elastómero (caucho, PVC, etc.).

Su principal característica es la flexibilidad, presentan forma de rollos o planchas con posibilidad de una cara adhesiva. Se utilizan en publicidad, cierres para refrigerador, cierres,llaves codificadas, etc.

Consisten en una serie de bandas estrechas que alternan los polos norte y sur. Justo en la superficie su campo magnético es intenso pero se anula a una distancia muy pequeña, dependiendo de la anchura de las bandas. Se hacen así para eliminar problemas, como por ejemplo que se borre la banda magnética de una tarjeta de crédito (se anulan con el grosor del cuero de una cartera).

Los imánes

Hace más de 2000 años se supo de la existencia de una piedra en Asia menor que atraía (magnetismo) ciertos materiales, se le denomino magnetita, un imán natural.

¿Qué es un imán?

 

Un imán es un material capaz de generar un campo magnético a su alrededor, estos pueden presentarse de manera natural como la magnetita (Fe3O4) o de manera artificial producto de aleaciones entre varios metales.

 

Cada imán tiene dos centros de atracción o polos. Estos son conocidos como polo Norte y Sur.

Al igual que la tierra que tiene dos hemisferios Norte y Sur y la cual es un enorme imán natural.
La propiedad de la polaridad en los imanes se manifiesta cuando  acercamos dos imanes por el mismo polo (N - N) estos se repelen, y si los acercamos por polos opuestos (N - S) se atraen. Otra particularidad es que si los imanes se parten por la mitad, cada una de las partes tendrá nuevamente dos polos.

Cuando se pasa una piedra imán por un pedazo de hierro, éste adquiere a su vez la capacidad de atraer otros pedazos de hierro.

La atracción o repulsión entre dos polos magnéticos disminuye a medida que aumenta el cuadrado de la distancia entre ellos

 

La región del espacio donde se pone de manifiesto la acción de un imán se llama campo magnético. Este campo se representa mediante líneas de fuerza, que son unas líneas imaginarias, cerradas, que van del polo norte al polo sur, por fuera del imán y en sentido contrario en el interior de éste; se representa con la letra B.

 

 

Práctica: Propiedades de los imanes.

 

Objetivo: Comprobar las propiedades de los imanes y  existencia de una fuerza (campo magnético) en su interacción.

 

Materiales:

 

2 Imanes

1 hoja

grafito rayado

1 moneda 

 

Desarrollo:

 

1.-Deberás juntar los imanes para que compruebes como es, que se presenta una atracción por efecto de polos diferentes, posteriormente invierte uno de ellos y sentirás una fuerza extraña entre ellos que no te permitirán acercarlos (repulsión).

2.- Ahora sobre tu hoja vacía el grafito y coloca uno de los imanes bajo ella, observa como es que se mueven algunas porciones de él, en el sentido en que mueves el imán.

3.-Sobre el mismo grafito coloca ahora una moneda de 10, o 1 peso y mueve el imán, la moneda se moverá como por arte de magia.

4.- Intenta pegar tu imán al pizarrón ¿Qué sucede?, ahora prueba en algún objeto de aluminio ¿por qué en el aluminio no se adhiere?. 

 

 

 

DESCRIPCION DEL MOVIMIENTO

"Se dice que un cuerpo se mueve cuando cambia su posición respecto de la de otros supuestos elementos fijos, o que se toman como referencia para tal fin.
El movimiento es, por tanto, un cambio de posición que se manifiesta con el tiempo.

De acuerdo con la anterior definición, para estudiar un movimiento es preciso fijar previamente la posición del observador que contempla dicho movimiento. En física hablar de un observador equivale a situarlo fijo con respecto al objeto o conjunto de objetos que definen el sistema de referencia. Es posible que un mismo cuerpo esté en reposo para un observador -o visto desde un sistema de referencia determinado- y en movimiento para otro.
Así, un pasajero sentado en el interior de un avión que despega estará en reposo respecto del propio avión y en movimiento respecto de la pista de aterrizaje. Una bola que rueda por el suelo de un vagón de un tren en marcha, describirá movimientos de características diferentes según sea observado desde el andén o desde uno de los asientos de su interior.
El estado de reposo o de movimiento de un cuerpo no es, por tanto, absoluto o independiente de la situación del observador, sino relativo, es decir, depende del sistema de referencia desde el que se observe"*

* Fragmento tomado de la pagina de Naturaleza Educativa

BIENVENIDOS AL CICLO ESCOLAR 2012-2013

SEAN BIENVENIDOS A ESTE NUEVO CICLO ESCOLAR, ESPERO QUE DURANTE ESTE CURSO PODAMOS APRENDER DE LA CIENCIA Y RETROALIMENTAR NUESTROS CONOCIMIENTOS.
ESTE SENCILLO BLOG LES PERMITIRÁ TENER UN REFUERZO EN LOS CONOCIMIENTOS ADQUIRIDOS DURANTE  NUESTRAS CLASES. ASIMISMO PODRÁN SER PARTICIPES DE  NUEVOS TEMAS, COMPARTIREMOS NUEVAS FOTOS DE SUS TRABAJOS E INFORMACIÓN RELEVANTE.


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