Concept map and summary MODELOS ATÓMICOS Y SUS APLICACIONES
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Los modelos atómicos, desde Demócrito hasta el modelo actual, y las partículas subatómicas como electrones, protones y neutrones, son fundamentales para entender la materia. Los isótopos, con ejemplos como protio, deuterio y tritio, tienen aplicaciones en ciencia y medicina. Avances como los modelos de Bohr, Sommerfeld y Dirac-Jordan han sido cruciales en física cuántica.
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Evolución Histórica de los Modelos Atómicos
La comprensión de la estructura atómica ha avanzado a través de diversos modelos atómicos, desde la concepción filosófica de Demócrito sobre la indivisibilidad del átomo hasta el modelo cuántico actual. Estos modelos han sido fundamentales para explicar las propiedades y el comportamiento de la materia. A medida que la ciencia ha progresado, cada modelo ha incorporado descubrimientos experimentales y avances teóricos, reflejando la evolución del conocimiento científico y la mejora continua de las teorías atómicas.Descubrimiento y Significado de las Partículas Subatómicas
Las partículas subatómicas, incluyendo electrones, protones y neutrones, constituyen los bloques constructivos del átomo y determinan sus propiedades químicas y físicas. El descubrimiento de estas partículas ha sido posible gracias a experimentos innovadores y avances en la tecnología de detección. La investigación en este campo ha profundizado nuestra comprensión de la materia a nivel subatómico y ha tenido implicaciones revolucionarias en disciplinas como la química, la física de partículas y la tecnología de materiales.Importancia de los Isótopos en Ciencia y Tecnología
Los isótopos son átomos de un mismo elemento químico que tienen el mismo número de protones pero difieren en el número de neutrones, resultando en distintas masas atómicas. Aunque sus propiedades químicas son similares, los isótopos pueden tener propiedades nucleares muy diferentes. Los isótopos tienen aplicaciones críticas en campos como la geología, para la datación radiométrica de rocas y fósiles, y en la medicina, donde los isótopos radiactivos se utilizan en diagnóstico por imágenes y terapias contra el cáncer.El Modelo Atómico de Bohr y su Legado en la Física
El modelo atómico de Bohr fue un avance significativo en la física del siglo XX, proponiendo que los electrones se mueven en órbitas circulares cuantizadas alrededor del núcleo. Este modelo incorporó conceptos de la física cuántica temprana y fue el primero en explicar la cuantización de los niveles de energía. La contribución de Bohr a la física atómica fue reconocida con el Premio Nobel de Física en 1922 y sentó las bases para futuros desarrollos en la teoría cuántica.Ampliación del Modelo Atómico: Sommerfeld y la Mecánica Cuántica
El modelo atómico de Sommerfeld amplió el modelo de Bohr al introducir órbitas elípticas y circulares, lo que permitió explicar fenómenos como el efecto Zeeman y la estructura fina de las líneas espectrales. Sommerfeld también propuso números cuánticos adicionales para describir la forma y orientación de los orbitales, lo que enriqueció la comprensión de la mecánica cuántica y la estructura electrónica de los átomos.El Modelo Atómico de Dirac-Jordan y la Introducción del Espín Electrónico
El modelo atómico de Dirac-Jordan fue un hito en la teoría cuántica, introduciendo el concepto de espín electrónico, una propiedad cuántica que representa la rotación intrínseca de los electrones. Este modelo incorporó el cuarto número cuántico, el número cuántico de espín, y permitió una descripción más completa de la estructura atómica. La teoría de Dirac-Jordan jugó un papel crucial en el desarrollo de la mecánica cuántica moderna y ha tenido un impacto duradero en nuestra comprensión del mundo subatómico.
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1. MODELOS ATÓMICOS
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON
DALTON PROPUSO QUE LOS ÁTOMOS SON PARTÍCULAS DIMINUTAS, INDIVISIBLES E INDESTRUCTIBLES QUE FORMAN LOS ELEMENTOS
MODELO ATÓMICO DE THOMPSON
EXPERIMENTO DE THOMPSON CON RAYOS CATÓDICOS
THOMPSON DESCUBRIÓ LOS ELECTRONES Y PROPUSO QUE EL ÁTOMO ES UNA ESFERA DE ELECTRICIDAD POSITIVA CON ELECTRONES INCRUSTADOS
EL ÁTOMO DE RUTHERFORD
RUTHERFORD DEMOSTRÓ QUE EL ÁTOMO TIENE UN PEQUEÑO NÚCLEO CON CARGA POSITIVA Y ELECTRONES ORBITANDO ALREDEDOR
2. PARTÍCULAS SUBATÓMICAS
ELECTRONES
LOS ELECTRONES SON PARTÍCULAS DE CARGA NEGATIVA QUE DETERMINAN LAS PROPIEDADES QUÍMICAS DE LOS ÁTOMOS
PROTONES
LOS PROTONES SON PARTÍCULAS DE CARGA POSITIVA QUE SE ENCUENTRAN EN EL NÚCLEO DEL ÁTOMO Y DETERMINAN SU IDENTIDAD
NEUTRONES
LOS NEUTRONES SON PARTÍCULAS SIN CARGA ELÉCTRICA QUE SE ENCUENTRAN EN EL NÚCLEO DEL ÁTOMO Y DETERMINAN SU MASA
3. ISÓTOPOS
DEFINICIÓN
LOS ISÓTOPOS SON ÁTOMOS QUE TIENEN EL MISMO NÚMERO DE PROTONES, PERO DIFERENTE NÚMERO DE NEUTRONES
ISÓTOPOS DEL HIDRÓGENO
DEFINICIÓN
LOS ISÓTOPOS DEL HIDRÓGENO SON ÁTOMOS DE HIDRÓGENO CON DIFERENTE NÚMERO DE NEUTRONES
NOMBRES
LOS ISÓTOPOS DEL HIDRÓGENO RECIBEN DIFERENTES NOMBRES DEPENDIENDO DE SU VARIACIÓN EN EL NÚMERO DE NEUTRONES
VARIACIÓN EN EL NÚMERO DE NEUTRONES
LA VARIACIÓN EN EL NÚMERO DE NEUTRONES ES LO QUE DIFERENCIA A LOS ISÓTOPOS DE UN MISMO ELEMENTO
4. MODELO ATÓMICO DE BOHR
DESARROLLO
EL MODELO ATÓMICO DE BOHR FUE DESARROLLADO POR NIELS BOHR EN 1913, BASÁNDOSE EN LA FÍSICA CUÁNTICA Y EN RESTRICCIONES AL MODELO DE RUTHERFORD
POSTULADOS
POSTULADO 1
EL ÁTOMO TIENE UN NÚCLEO CENTRAL DIMINUTO CARGADO POSITIVAMENTE
POSTULADO 2
LOS ELECTRONES GIRAN ALREDEDOR DEL NÚCLEO EN ÓRBITAS CIRCULARES
POSTULADO 3
LOS ELECTRONES PUEDEN ALCANZAR NIVELES DE ENERGÍA MÁS ALTOS POR LA ABSORCIÓN DE CANTIDADES DE ENERGÍA ESPECÍFICAS
POSTULADO 4
A CADA NIVEL DE ENERGÍA LE CORRESPONDE UN NÚMERO ENTERO POSITIVO, LLAMADO NÚMERO CUÁNTICO PRINCIPAL, QUE DETERMINA LA CANTIDAD DE ELECTRONES QUE PUEDE CONTENER
MOVIMIENTO DE LOS ELECTRONES
SEGÚN EL MODELO DE BOHR, LOS ELECTRONES SE MUEVEN EN ÓRBITAS CIRCULARES ALREDEDOR DEL NÚCLEO, DE MANERA SIMILAR A LOS PLANETAS ALREDEDOR DEL SOL
5. MODELO ATÓMICO DE SOMMERFELD
DESARROLLO
EL MODELO ATÓMICO DE SOMMERFELD FUE DESARROLLADO POR ARNOLD SOMMERFELD EN 1916, BASÁNDOSE EN EL MODELO DE BOHR Y AÑADIENDO LA POSIBILIDAD DE ÓRBITAS ELÍPTICAS PARA LOS ELECTRONES
APORTACIONES
ÓRBITAS ELÍPTICAS
SOMMERFELD PROPUSO QUE LOS ELECTRONES PODÍAN GIRAR EN ÓRBITAS ELÍPTICAS, ADEMÁS DE LAS CIRCULARES PROPUESTAS POR BOHR
NÚMEROS CUÁNTICOS
SOMMERFELD INTRODUJO LOS NÚMEROS CUÁNTICOS SECUNDARIO Y MAGNÉTICO, QUE DESCRIBEN LA FORMA Y ORIENTACIÓN DE LOS ORBITALES ATÓMICOS
ORIENTACIÓN DE LOS ORBITALES
SEGÚN SOMMERFELD, LA ORIENTACIÓN DE LOS ORBITALES ESTÁ DETERMINADA POR LA PRESENCIA DE CAMPOS MAGNÉTICOS
MOVIMIENTO DE LOS ELECTRONES
SEGÚN EL MODELO DE SOMMERFELD, LOS ELECTRONES PUEDEN MOVERSE EN ÓRBITAS CIRCULARES O ELÍPTICAS ALREDEDOR DEL NÚCLEO ATÓMICO
6. MODELO ATÓMICO DE DIRAC-JORDAN
DESARROLLO
EL MODELO ATÓMICO DE DIRAC-JORDAN FUE ENUNCIADO POR PASCUAL JORDAN EN 1926 Y RETOMADO POR PAUL DIRAC, BASÁNDOSE EN LA TEORÍA DEL MOVIMIENTO DE LAS PARTÍCULAS ATÓMICAS
APORTACIONES
FUNCIONES DE ONDA
DIRAC-JORDAN PROPUSO QUE EL COMPORTAMIENTO DEL ELECTRÓN PODÍA SER DESCRITO MEDIANTE CUATRO FUNCIONES DE ONDA
ESPÍN ELECTRÓNICO
SEGÚN ESTE MODELO, EL ELECTRÓN DEBE ROTAR ALREDEDOR DE SU PROPIO EJE O ESPÍN ELECTRÓNICO
NÚMERO CUÁNTICO DE SPIN
SE INTRODUCE EL NÚMERO CUÁNTICO DE SPIN, QUE DESCRIBE EL GIRO DEL ELECTRÓN Y SU RELACIÓN CON LOS VECTORES EN DIRECCIÓN OPUESTA
MODELOS ATÓMICOS Y SUS APLICACIONES
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00
Evolución histórica de modelos atómicos
Demócrito, Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, mecánico cuántico; reflejan avance científico.
01
Importancia de los modelos atómicos
Explican estructura atómica, propiedades materia, fenómenos químicos y físicos.
02
Limitaciones de los modelos atómicos
Son aproximaciones, no representaciones exactas; evolucionan con nuevos descubrimientos.
