Isótopos, Modelos Atómicos y Descubrimiento del Electrón

Isótopos

Definición

Los isótopos son átomos del mismo elemento, es decir, con igual número atómico (protones). Presentan propiedades químicas similares.

Tipos

Los isótopos pueden ser naturales o artificiales.

No todos los elementos tienen isótopos naturales, pero todos los elementos tienen isótopos artificiales.

Identificación

Solo los isótopos del hidrógeno tienen nombre. Los isótopos de los demás elementos se identifican por su número de masa.

Modelos Atómicos

Modelo de Dalton

1. La materia está formada por partículas muy pequeñas e individuales llamadas átomos.
2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos en todas sus propiedades.
3. Los átomos de un elemento son diferentes a los átomos de los demás elementos.
4. Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento.
5. En cualquier compuesto, la relación entre el número de átomos de cada elemento es un número entero o una fracción sencilla.
6. Una reacción química aparece solo la separación, combinación o reordenamiento de los átomos, nunca supone la creación o destrucción de los mismos.

Descubrimiento del Electrón

Rayos Catódicos

• Partículas que salen del cátodo y viajan en línea recta hacia el ánodo, puesto que producen sombra en su trayectoria.
• Tienen carga negativa, puesto que son desviadas por campos eléctricos y magnéticos.
• Cuando dicho rayo alcanzó la superficie recubierta de manera especial, produce una fluorescencia a luz brillante.

Thomson

Thomson estudió estas partículas a las que llamó electrones.

Además, determinó la relación entre la carga y la masa de 0.

Millikan

Luego, Robert Millikan determinó la carga del electrón: -1,6x10^-19 y, por ende, su masa: 9,1x10^-28, con su experimento de la gota de aceite.

Modelo Atómico de Thomson

Consideramos al átomo como una esfera homogénea de masa y carga positiva uniformemente distribuida en la que estaban incrustados, como pasas en un budín, electrones de carga negativa, los que equilibran la carga positiva para producir átomos eléctricamente neutros.

Radioactividad

En 1895, Wilhelm Röntgen descubre los rayos X que se originaban por los rayos catódicos. Henry Becquerel descubre la radiactividad natural accidentalmente, encontró que algunos compuestos de uranio oscurecían placas fotográficas incluso en la ausencia de los rayos X, pero diferían en que emitían de manera espontánea. María Curie, discípula de Becquerel, sugirió el nombre de radioactividad. Entonces, un elemento es radiactivo si emite radiación de manera espontánea. Las desintegraciones de sustancias radiactivas producen tres tipos de rayos diferentes.

Experimento de Rutherford

(Geiger y Marsden)

(Dispersión de partículas alfa)

Al observar que las partículas alfa se desviaban al pasar a través de una rejilla metálica y aun así penetraban la delgada película de metal, terminando por llevar a Rutherford al descubrimiento de que la mayor parte de la masa atómica y toda su carga positiva están en un minúsculo núcleo central del átomo.

Modelo Atómico de Rutherford

(Átomo nuclear, sistema planetario)

El átomo es un sistema dinámico con un núcleo de carga positiva y los electrones girando alrededor a una gran velocidad de tal modo que se neutralice. La fuerza de atracción eléctrica que ejerce el núcleo, por lo tanto, los electrones estarán girando en estado de equilibrio.

Error de Rutherford

Según la física clásica, un cuerpo cargado eléctricamente al estar en movimiento emite energía y caería hacia el núcleo con una trayectoria en espiral, provocando el colapso catastrófico del átomo.

Teoría Cuántica de Max Planck

Planteó que los átomos y las moléculas emiten energía en cantidades discretas o cuantos.

La física había dispuesto que la energía era un proceso continuo y que en el proceso de radiación se podía liberar cualquier cantidad de energía.