LOGRO
COGNITIVO
- - Comprender la estructura y características del átomo, mediante la descripción general de los modelos atómicos cronológicamente
- -
Conocer
la historia y clasificación de los elementos en la tabla periódica
- Integrar las herramientas tecnológicas como apoyo en los procesos de enseñanza - aprendizaje relacionados con Modelos atómicos y Tabla periódica
TEMAS
§ HISTORIA DE LA TABLA PERIÓDICA
§ NEWLANDS
§ MEYER
§ MOSELEY
§ ORGANIZACIÓN DE LA TABLA PERIÓDICA
§ ELEMENTOS REPRESENTATIVOS O DEL GRUPO A
§ ELEMENTOS DE TRANSICIÓN O GRUPO B
§ ELEMENTOS DE TRANSICIÓN INTERNA O TIERRAS RARAS
§ SECTORES DE LA TABLA PERIÓDICA
§ NOTICIAS
“Un átomo es la unidad más pequeña de la materia que conserva
todas las propiedades químicas de un elemento. Éste a su vez está constitucido
por unas partículas aún
más diminuta”
“Un modelo atómico es una representación mental
referente a la estructura de un átomo, mediante la cual se trata de explicar su
comportamiento y propiedades. Estos modelos han sido desarrollados a lo largo
de la Historia de la humanidad, producto de los experimentos y observaciones
realizadas sobre la materia, su comportamiento y sus transformaciones.”
Los modelos atómicos
reconocidos en orden cronológico con sus características y falencias son:
Modelo atómico de John
Dalton, publicada entre los años
1.808 y 1.810 (“Modelo de la Esfera”)
John Dalton (1766-1844). Químico y físico británico. Creó
una importante teoría atómica de la materia. En 1803 formuló la ley que lleva
su nombre y que resume las leyes cuantitativas de la química (ley de la conservación de la masa, realizada por Lavoisier; ley de las proporciones definidas, realizada por Louis Proust; ley de las proporciones múltiples, realizada por él mismo).
Principios básicos del modelo atómico de
Dalton:
·
Toda la materia está hecha de
átomos.
·
Absolutamente todo lo que
conocemos está hecho de átomos tanto en la tierra como en el universo conocido.
Cada uno de los elementos está hecho de átomos.
·
Los átomos son indivisibles e
indestructibles.
·
Los átomos eran las partículas más
pequeñas de la materia y eran químicamente indestructibles.
·
Todos los átomos de un elemento
son idénticos.
·
Para un elemento determinado,
todos sus átomos tienen la misma masa y las mismas características.
·
Los átomos de diferentes elementos
varían en masa y propiedades.
·
Cada elemento tiene átomos de características
y masa diferentes.
·
Los compuestos están formados por
una combinación de dos o más tipos diferentes de átomos.
·
Un compuesto determinado siempre
tiene los mismos tipos de átomos combinados y en las mismas proporciones.
Ampliación
de los distintos átomos según Dalton.
Modelo atómico de J. J. Thomson,
publicada entre los años 1.898 y 1.904
(“Modelo Pastel de uvas”)
Joseph Thomson (1.856-1.940) partiendo de las informaciones que se
tenían hasta ese momento presentó algunas hipótesis en 1898 y 1.904, intentando
justificar dos hechos:
·
La materia es eléctricamente neutra, lo que hace pensar que, además de
electrones, debe de haber partículas con cargas positivas.
·
Los electrones pueden extraerse de
los átomos, pero no así las cargas positivas.
Según el modelo de Thomson el átomo consistía en una
esfera uniforme de materia cargada positivamente en la que se hallaban
incrustados los electrones de un modo parecido a como las uvas pasas dentro de
un pastel. Este sencillo modelo explicaba el hecho de que la materia fuese
eléctricamente neutra, pues en los átomos de Thomson la carga positiva era
neutralizada por la negativa. Además los electrones podrían ser arrancados de
la esfera si la energía en juego era suficientemente importante como sucedía en
los tubos de descarga.
“J. J. Thomson demostró en 1897 la existencia del
electrón, al observar que los rayos
catódicos se desviaban en un campo
eléctrico y eran atraídos por el polo positivo, lo que probaba que eran cargas
eléctricas negativas. Calculó también la relación entre la carga y la masa del electrón.”
Modelo atómico de Rutherford,
publicada en el 1.911
También llamado el modelo planetario
“En el modelo de
Rutherford, los electrones se movían alrededor del núcleo como los planetas
alrededor del sol, por lo que se le llamó modelo planetario y el espacio entre
una órbita y la siguiente era espacio vacío.”
Ernst Rutherford (1.871-1.937)
Rutherford discípulo de Thomson y
sucesor de su cátedra, junto con sus discípulos Hans Geiger (1.882-1.945) y Ernest Marsden (1.890-1956), centraron sus investigaciones en las
características de las radiactividad, diseñando su famoso experimento de Ruherford que consistió en bombardear
láminas delgadas de oro, utilizando como proyectiles las partículas alfa (α) . Las
partículas alfa atravesaban la lámina de oro y eran recogidas sobre una
pantalla fluorescente
“La importancia del experimento
estuvo en el hecho de que sólo unas pocas radiaciones sufriesen desviaciones,
Esto hizo suponer que las cargas positivas que las desviaban estaban
concentradas dentro de los átomos ocupando un espacio muy pequeño; esta parte
del átomo con electricidad positiva fue llamado núcleo.”
Modelo atómico de Bohr,
(“Modelo Cuántico”)
Propuesto en 1.913 por el físico
danés Neils Bohr (1.885-1.962), premio Nobel de Física en 1.922
presento en 1.913 el primer modelo de un átomo basado en la cuantización de la energía que superó las dificultades del
modelo de Rutherford suponiendo simplemente que la Física clásica no se podía
aplicar al universo atómico.
Niels Bohr aplicó por primera vez
la hipótesis cuántica a la estructura atómica, a la vez que buscó una
explicación a los espectros discontinuos de la luz emitida por los elementos
gaseosos. Todo ello lo llevó a formular un nuevo modelo de la estructura
electrónica de los átomos que superaba las dificultades del átomo de Rutherford
(Más sobre el Modelo atómico de Bohr)
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HISTORIA Y ORGANIZACIÓN
LECTURA
Conocer las propiedades de los átomos, y en
especial su peso, se transformó en la tarea fundamental de la química y,
gracias a las ideas de Avogadro y Cannizaro, durante
la primera mitad del siglo XIX, gran parte de la labor química consistió en
determinar los pesos de los átomos y las fórmulas químicas de muchos
compuestos.
Al mismo tiempo, se iban descubriendo más y más
elementos. En la década de 1860 se conocían más de 60 elementos, y saber las
propiedades de todos ellos, era imposible para cualquier químico, pero muy
importante para poder realizar su trabajo.
Ya en 1829, un químico alemán, Döbereiner, se
percató que algunos elementos debían guardar cierto orden. Así, el calcio,
estroncio y bario formaban compuestos de composición similar y con propiedades
similares, de forma que las propiedades del estroncio eran intermedias entre
las del calcio y las del bario. Otro tanto ocurría con el azufre, selenio y
telurio (las propiedades del selenio eran intermedias entre las del azufre y el
telurio) y con el cloro, bromo y Yodo (en este caso, el elemento intermedio era
el bromo). Es lo que se conoce como tríadas de Döbereiner. Las ideas de
Döbereiner cayeron en el olvido, aunque muchos químicos intentaron buscar una
relación entre las propiedades de los elementos.
En 1864, un químico inglés, Newlands, descubrió que al ordenar los elementos
según su peso atómico, el octavo elemento tenía propiedades similares al
primero, el noveno al segundo y así sucesivamente, cada ocho elementos, las
propiedades se repetían, lo denominó ley de las octavas, recordando los
periodos musicales. Pero las octavas de Newlands no se cumplían siempre, tras
las primeras octavas la ley dejaba de cumplirse.
En 1870, el químico alemán Meyer estudió los elementos de forma gráfica,
representando el volumen de cada átomo en función de su peso, obteniendo una
gráfica en ondas cada vez mayores, los elementos en posiciones similares de la
onda, tenían propiedades similares, pero las ondas cada vez eran mayores e
integraban a más elementos.
Fue el descubrimiento de la ley periódica, pero
llegó un año demasiado tarde. En 1869, Mendeleiev publicó su
tabla periódica. Había ordenado los elementos siguiendo su peso atómico, como
lo hizo Newlands antes que él, pero tuvo tres ideas geniales: no mantuvo fijo
el periodo de repetición de propiedades, sino que lo amplió conforme aumentaba
el peso atómico. Invirtió el orden de algunos elementos para que cuadraran sus
propiedades con las de los elementos adyacentes y dejó espacios, indicando que
correspondían a elementos aún no descubiertos. Sobre la base de que las
propiedades de los elementos químicos son función periódica de sus pesos
atómicos (en la actualidad número atómico) publicó en 1869 su tabla.
En tres de los espacios, predijo las propiedades de
los elementos que habrían de descubrirse (denominándolos ekaboro, ekaaluminio y
ekasilicio), cuando años más tarde se descubrieron el escandio, el galio y el
germanio, cuyas propiedades se correspondían con las predichas por Mendeleiev y
se descubrió un nuevo grupo de elementos (los gases nobles) lo que puso de
manifiesto no sólo la veracidad de la ley periódica, sino la importancia y
utilidad de la tabla periódica.
En 1913 Henry Moseley basándose
en experimentos con rayos X determinó los números atómicos que permitieron una
nueva organización estableciendo así la Ley Periódica actual que dice: “Las
propiedades químicas de los elementos son función periódica de sus números
atómicos”, lo que significa que cuando se ordenan los elementos por sus números
atómicos, en forma ascendente, aparecen grupos de ellos con propiedades
químicas similares y propiedades físicas que varían periódicamente.
ACTUALIDAD
DE LA TABLA PERIÓDICA
En la actualidad de
se conocen más de 118 elementos que forman toda la materia y están
organizados en siete filas horizontales llamadas periodos y 18 columnas
(verticales), llamadas grupos o familias.
Los periodos indican el último nivel enérgico que
tiene un elemento mientras que los grupos indican el número de electrones en la
última capa. Los elementos que forman un grupo tienen propiedades comunes en su
estructura atómica, que a su vez, hace que tengan otras propiedades físicas
comunes.
De acuerdo con el tipo de subnivel que ha sido
llenado los elementos se pueden dividir en distintas categorías:
Elementos representativos o del Grupo A:
Están repartidos en ocho grupos. Algunos grupos
representativos reciben los siguientes nombres:
Grupo IA: Alcalinos
Grupo IIA Alcalinotérreos
Grupo VIIA: Halógenos
Grupo VIIIA: Gases nobles
Elementos de transición o Grupo B:
Están repartidos en 10 grupos (IIIB, IVB, VB, VIB,
VIIB, VIIIB primera, VIIIB segunda, VIIIB tercera columna, IB Y IIB)
Elementos de Transición Interna o Tierras Raras:
Están repartidos en 14 grupos. Es de notar que la
serie lantánida pertenece al periodo 6 y la actínida al periodo 7 de la tabla
periódica.
Sectores de la Tabla Periódica:
La tabla periódica también permite clasificar a los
elementos en metales, no metales y gases nobles. Una línea diagonal quebrada
ubica al lado izquierdo a los metales y al lado derecho a los no metales.
Aquellos elementos que se encuentran cerca de la diagonal presentan propiedades
de metales y no metales; reciben el nombre de metaloides.
Metales: Son buenos conductores del calor y la
electricidad, son maleables y dúctiles, tienen brillo característico.
No Metales: Pobres conductores del calor y la
electricidad, no poseen brillo, no son maleables ni dúctiles y son frágiles en
estado sólido.
Metaloides: poseen propiedades intermedias entre
Metales y No Metales.
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POVEDA VARGAS, Julio César. Química 10. Educar
Editores. Bogotá. 2003
CONSTITUCION DEL ATOMO: INCIDENCIA DE LOS MODELOS
ATÓMICOS EN EL AVANCE DE LA QUÍMICA. Extracto elaborado con material de las
editoriales: Elzervir, McGraw Hill y Santillana
Disponible en https://thales.cica.es/rd/Recursos/rd99/ed99-0280-01/ejem3-parte1.html
Biografías
y Vidas.
La enciclopedia Biográfica en línea. Disponible en https://www.biografiasyvidas.com/
Energía
Nuclear.
Disponible en https://energia-nuclear.net/
Wikipedia.
Enciclopedia Libre. Disponible en https://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n
La Química en nuestro Entorno. Bombín Mercedes. 2011. Disponible en https://sites.google.com/site/laquimicaennuestroentorno/historia-de-la-quimica/historia-de-la-tabla-periodica
Cuaderno de Cultura Científica. El Concepto de Estructura Atómica. César Tomé López. 2019
Disponible en https://culturacientifica.com/2019/05/14/el-concepto-de-estructura-atomica/
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