Unidad 3: Teoría Atómica

Unidad 3: Los átomos

Teoría Atómica

• Dalton creía que el átomo era una bola maciza e indivisible, sin carga.
• La teoría de Dalton plantea que la materia está formada por átomos indivisibles con propiedades físicas y químicas diferentes entre elementos, formando distintos tipos de enlaces.
• Thomson afirmaba que el átomo no es macizo y que existen cargas negativas.
• Thomson propuso que el átomo es una bola de carga positiva con pequeñas cargas negativas que la neutralizan, basado en sus experimentos con rayos catódicos.
• Rutherford clasificó y describió los tipos de radiación, señalando que las partículas alfa causan radiación en ciertos materiales si son delgados.
• Rutherford descubrió que los electrones están distribuidos formando una corteza eléctrica, y la carga positiva está en el núcleo.
• Rutherford describió el átomo a través de un experimento bombardeando una lámina de oro con partículas alfa, las cuales podían atravesar la lámina sin desviarse.
• Bohr añadió que los electrones siguen una órbita determinada y que para cambiar de órbita deben recibir mucha energía.
• Chadwick añadió que en el núcleo, además de protones, hay neutrones.
• Actualmente, se sabe que el átomo está formado por un núcleo y una corteza electrónica (electrones alrededor del núcleo).
• El núcleo está formado por protones (descubiertos por Rutherford) y neutrones (descubiertos por Chadwick), y estos representan el 99.9% de la masa atómica.
• La unidad de masa atómica (u) es igual a 1.66 x 10^-27 kg.

Número Atómico

• El número atómico se representa con la letra Z y mide la cantidad de protones y electrones presentes en el átomo.

Número Másico

• El número másico se representa con la letra A y me dice cuánta masa tiene el protón y el electrón.

Ión

• Un ión es una carga atómica que puede ser positiva o negativa.
• Catión: Se forma al perder electrones.
• Anión: Se forma al añadir electrones.

Isótopo

• Los isótopos son átomos que tienen el mismo número atómico (Z) pero diferente número másico (A).

Radioactividad Natural

• La radioactividad natural es la capacidad de ciertos elementos de emitir radiación de forma espontánea.
• Partículas alfa: En el núcleo de un átomo, se separan 2 protones y 2 neutrones (A=-4, Z=-2).
• Partículas beta: Un neutrón se transforma en un protón (que se queda en el núcleo) y un electrón (que sale disparado a la órbita) (Z=+1).
• Rayos gamma: Se producen debido a las partículas alfa/beta y son una forma de ondas electromagnéticas.

Radioactividad Artificial

• Fisión nuclear: Consiste dividir un átomo pesado en 2 átomos más ligeros bombardeando el núcleo; ejemplo: Uranio con un neutrón, el átomo se dividirá en un krypton, un bario y 3 neutrones.
• Fusión nuclear: Consiste en la unión de 2 átomos ligeros creando un átomo más pesado; ejemplo: unir 2 hidrógenos creando helio de 5 en masa atómica: inestable se separa 1 neutrón teniendo una masa atómica de 4.

Usos de la Radioactividad

• Datación radiométrica: Se utiliza para determinar la antigüedad de un fósil, basándose en la desintegración de los núcleos con el tiempo.
• Producción de electricidad: Se lleva a cabo en centrales nucleares transformando la energía nuclear en energía eléctrica.
• Aplicaciones médicas: Se usa en radioterapia y en el estudio de órganos internos mediante gammagrafías.
• Uso industrial y agrícola: Se irradian las especias para esterilizarlas y también se utiliza en la construcción para detectar fugas.
• Uso militar: Se utiliza en bombas atómicas y armas nucleares.

Modelo Atómico Actual

• Las órbitas atómicas son tridimensionales y se denominan orbitales atómicos
• Existen 4 tipos de orbitales atómicos:
  • Orbitales "s": presentes en todos los niveles energéticos.
  • Orbitales "p": presentes a partir del nivel 2, aumentan de 3 en 3 por nivel energético.
  • Orbitales "d": presentes a partir del nivel 3, aumentan de 5 en 5 por nivel.
  • Orbitales "f": presentes a partir del nivel 4, aumentan de 7 en 7 por nivel.

Electrones de Valencia

• Los electrones de valencia son aquellos situados en el nivel energético más alto de un átomo.

Enlaces Entre Átomos

• Enlace iónico:
  • Se produce entre un metal y un no metal.
  • Los átomos se juntan formando primero iones ganando o perdiendo electrones, después se unen por fuerzas electrostáticas, formando redes cristalinas.
  • Son sólidos con alta temperatura de fusión, solubles en agua, frágiles y conducen la corriente eléctrica en disolución.
• Enlace metálico:
  • Se produce entre metales.
  • Los átomos forman un catión que ceden electrones a la red de metales, formando una nube electrónica que incrementa las fuerzas electrostáticas.
  • Son sólidos, dúctiles y maleables, buenos conductores eléctricos y resistentes a la oxidación.
• Enlace covalente:
  • Se produce entre no metales.
  • Los átomos comparten pares de electrones para completar el octeto, formando redes o moléculas.
  • En redes: Son sólidos, no conducen la electricidad, tienen punto de fusión alto, uniones fuertes y no son solubles en agua.
  • En moléculas: Lo contrario.

Unidad 5: Estequiometría

• Cambios físicos: Afectan las propiedades físicas.
• Cambios químicos: La sustancia se transforma en otra.
• Los enlaces existentes se rompen y nuevos enlaces se crean para que ocurra un cambio en las sustancias .
• Teoría de colisiones: Explica cómo ocurren las reacciones químicas.
• Energía de activación: Es necesaria para romper los enlaces y crear otros nuevos, resultando en la formación de productos.
• Velocidad de reacción: Depende de la frecuencia y efectividad de las colisiones.
• Leyes ponderales:
• Ley de Lavoisier: Durante una reacción química, la masa se conserva.
• Ley de Proust: En una reacción, los productos reaccionan siempre en las mismas proporciones.

Repaso de la teoría atómica: Dalton, Thomson y Rutherford. Dalton propuso átomos indivisibles, Thomson descubrió cargas negativas, y Rutherford describió la corteza eléctrica y el núcleo. Se explican los experimentos y descubrimientos clave.