Taller (3)SCIE-111 (2020)

SCIE 111 –TallerTres Conoce el átomo Prof. Carmelo II Allende Martínez

SCIE 111 –TallerTres Objetivos 2 Al finalizar el taller, el/la estudiante: 1. Describirá los conceptos de electricidad y magnetismo. 2. Definirá lo que es una onda y describirán sus características. 3. Trazará la trayectoria de la teoría atómica 4. Explicará la importancia de las herramientas digitales en la representación del átomo en la era moderna. 5. Mencionará y explicarán los componentes de la estructura del átomo 6. Construirá modelos de alguno de los conceptos estudiados en el taller utilizando herramientas digitales.

3 TeoríaAtómica

Teoría Atómica La teoría atómica es una teoría sobre la naturaleza de la materia. Según ésta, toda la materia se compone de átomos.​ 4

Teoría Atómica de la Materia • El primero en utilizar el término de Átomo fue fue Demócrito (filósofo griego, del año 500 a.de C.), porque creía que los elementos estaban formados por pequeñas partículas indivisibles. • De hecho, etimológicamente, la palabra \"átomo\" significa \"indivisible\" en griego. 5

Principales Modelos Atómicos El Modelo Atómico de Dalton (1803) • Es el primer modelo atómico, según el cual se postula que: • La materia está formada por partículas indivisibles, indestructibles y extremadamente pequeñas llamadas átomos • Los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (igual masa y propiedades) • Los átomos de elementos distintos tienen diferente masa y propiedades • Los compuestos están formados por la unión de átomos en proporciones constantes y simples 6

Principales Modelos Atómicos El Modelo Atómico de Thomson (1904) • El Modelo postula que: • El átomo está formado por electrones de carga negativa incrustados en una esfera de carga positiva como en un \"pudin de pasas\". • Dichos electrones están repartidos de manera uniforme en todo el átomo • El átomo es neutro de manera que las cargas negativas de los electrones se compensan con la carga positiva 7

Principales Modelos Atómicos El Modelo Atómico de Rutherford (1911) • El Modelo postula que: • El átomo está formado por dos regiones: una corteza y un núcleo • En la corteza del átomo se encuentran los electrones girando a gran velocidad alrededor del núcleo • El núcleo es una región pequeña que se encuentra en el centro del átomo que posee la carga positiva • El núcleo posee la práctica totalidad de la masa del átomo 8

Principales Modelos Atómicos El Modelo Atómico de Bohr (1913) • El Modelo postula que: • Los electrones describen órbitas circulares estables alrededor del núcleo del átomo sin radiar energía. • Los electrones solo se pueden encontrar en ciertas órbitas (no todas las órbitas están permitidas). La ditancia de la órbita al núcleo se determina según el número cuántico n (n=1, n=2, n=3...): • Los electrones solo emiten o absorben energía en los saltos entre órbitas. En dichos saltos se emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre ambos nivele. 9

Principales Modelos Atómicos El Modelo Atómico de Sommerfeld (1916) • El Modelo postula que: • Dentro de un mismo nivel energético (n) existen subniveles diferentes. • No solo existen órbitas circulares sino también órbitas elípticas determinadas por el número cuántico azimutal (l) que toma valores desde 0 a n-1: • l = 0 → forma el orbital s • l = 1 → forma el orbital p • l = 2 → forma el orbital d • l = 3 → forma el orbital f • ... • Para Sommerfeld, el electrón es una corriente eléctrica. 10

Principales Modelos Atómicos 11 El Modelo Atómico de Schrödinger (1924) • El Modelo postula que: • Los electrones son ondas de materia que se distribuyen en el espacio según la función de ondas (Ψ) . • Los electrones se distribuyen en orbitales que son regiones del espacio con una alta probabilidad de encontrar un electrón. Dicha probabilidad viene determinada por el cuadrado de la función de ondas (Ψ2). • Se tienen en cuenta los siguientes números cuánticos: • La configuración electrónica del modelo atómico de Schrödinguer explica las propiedades periódicas de los átomos y los enlaces que forman.

El Átomo • Los átomos están formados por un núcleo que posee una serie de partículas subatómicas. ​ • Alrededor del núcleo se hallan en diferentes órbitas los electrones.​ • Las partículas subatómicas de las que se compone el núcleo son los protones y los neutrones. ​ • Los átomos son eléctricamente neutros. ​ • Luego, si contienen electrones, cargados negativamente, deben contener también otras partículas con carga positiva que corresponden a la carga de aquellos. Estas partículas estables con signo positivo se las llamó protón. ​ 12

Estructura del Átomo • En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza.​ • El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. ​ • La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón.​ 13

Estructura del Átomo • Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. • Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico.​ • Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones. • El número atómico también coincide con el número de electrones.​ 14

• Átomo • Elemento • Compuesto • Es la partícula • Es una sustancia • Es una sustancia más pequeña de que está formada fija que está un elemento que por átomos formada por conserva sus iguales. átomos distintos propiedades. ​ combinados en proporciones fijas. 15

Átomo y su efecto en la electricidad Electricidad: Es la forma de energía producida por el movimiento de electrones a través de un cuerpo.​ • En cada capa hay uno o varios electrones. ​ • El número total de electrones de la corteza es igual al número de protones del núcleo, de tal manera que la carga eléctrica total de un átomo es nula.​ • Cuando un electrón salta de una capa a otra inferior, desprende energía radiante y para que un electrón salte de una capa a otra superior, es preciso comunicarle energía exterior.​ 16

Átomo y su efecto en el magnetismo El magnetismo es uno de los aspectos del electromagnetismo, que es una de las fuerzas fundamentales de la naturaleza. ​ • Las fuerzas magnéticas son producidas por el movimiento de partículas cargadas, como por ejemplo electrones. ​ • Electricidad y magnetismo son dos fenómenos que están íntimamente relacionados. ​ • En ambos se producen fuerzas de atracción o repulsión, de tal forma que cuando se enfrentan dos polos magnéticos o dos cargas eléctricas del mismo tipo se repelen y cuando son dos polos o cargas de distinto tipo se atraen.​ 17

Las Ondas 18

Onda Es una perturbación que se propaga a través del espacio y transporta energía.​ 19

Clasificación de las Ondas En función de su naturaleza • Onda mecánica: es una perturbación que se propaga a través de una sustancia y transporta energía, necesitando de un medio (sólido, liquido o gaseoso) para propagarse.​ • Electromagnéticas: las ondas electromagnéticas se propagan por el espacio sin necesidad de un medio pudiendo, por tanto, propagarse en el vacío. • Gravitacionales: onda invisible, aunque increíblemente rápida, que se produce en el espacio. Se desplazan a la velocidad de la luz (186 000 millas o 300 000 kilómetros por segundo). Estas ondas contraen y estiran cualquier cosa que encuentran en su camino. 20

Clasificación de las Ondas En función de su dirección de propagación • Ondas Monodimencionales: son aquellas que se propagan a lo largo de una sola dirección del espacio, como las ondas en los muelles o en las cuerdas.​ • Onda bidimensionales o superficiales: son ondas que se propagan en dos direcciones. Ej. Las que se forman en el agua al dejar caer una piedra.​ • Ondas tridimensionales o esféricas: son ondas que se propagan en tres direcciones. Ej. El sonido 21

Clasificación de las Ondas En función de la dirección de la propagación • Ondas Longitudinales: el movimiento de las partículas que transportan la onda vibra en la misma dirección de propagación de la onda. Por ejemplo, un muelle que se comprime da lugar a una onda longitudinal. ​ • Ondas Transversales: las partículas vibran perpendicularmente a la dirección de propagación de la onda. ​ 22

Clasificación de las Ondas En función de su periodicidad ​ • Ondas periódicas: la perturbación local que las origina se produce en ciclos repetitivos. ​ • Ondas no periódicas: la perturbación que las origina se da aisladamente o, en el caso de que se repita, las perturbaciones sucesivas tienen características diferentes. Las ondas aisladas se denominan también pulsos. ​ 23

Fenómenos ondulatorios • Reflexión - Ocurre cuando una onda, al encontrarse con un nuevo medio que no puede atravesar, cambia de dirección. ​ • Refracción - Ocurre cuando una onda cambia de dirección al entrar en un nuevo medio en el que viaja a distinta velocidad. ​ 24

Fenómenos ondulatorios • Difracción - Ocurre cuando una onda al topar con el borde de un obstáculo deja de ir en línea recta para rodearlo. ​ • Interferencia - Ocurre cuando dos ondas se combinan al encontrase en el mismo punto del espacio. ​ 25

Fenómenos ondulatorios • Efecto Doppler - Efecto debido al movimiento relativo entre la fuente emisora de las ondas y el receptor de estas. ​ 26



Referencias • Gutiérrez, A. C. (2015). Física II (3a. ed.). Retrieved from https://ebookcentral.proquest.com • Tippens, P. E. (2011). Física: conceptos y aplicaciones (7a. ed.). Retrieved from https://ebookcentral.proquest.com 28