FISICA

1. FISICA III UNIDAD 5 : ESTRUCTURA DE LA MATERIA
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•
• Se centra en el Se describe a través de
•
• Contiene que son
• Tales como
• Constituyen Distinguiendo
• Determinan que son
Teoría Atómica.
Átomo Modelos atómicos
Partículas Sub-atómicas
Protón Electrón Neutrón
Masa Atómica Masa Atómica
Elementos
Dalton
Thompson
Mecano Cuántico
Rutherford
Bohr
Números Cuánticos
n sml

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Fueron los filósofos griegos quienes comenzaron a interrogarse
racionalmente, tratando de buscar explicaciones o principios que
explicaran la naturaleza (physis) de las cosas.
Tales de Mileto, postulaba que la
sustancia fundamental del universo era el
agua, que a partir de ella era posible
explicar la constitución de todas las cosas.
Empédocles (siglo v a. C.),, sostenía que
eran cuatro las sustancias fundamentales:
el agua, el aire, el fuego y la tierra, y que
de la mezcla de ellas se podían obtener
todos los elementos de la naturaleza.
TEORIAS ATOMICAS
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VUSBON

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DALTON
Las sustancias se pueden dividir hasta
partículas indivisibles y separadas
llamadas átomos.
Dos elementos se pueden
combinar entre sí en más de una
proporción para dar diferentes
compuestos.
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Hipótesis de Avogadro
Las últimas partículas de los gases elementales no son átomos sino
agregados de átomos (en general dos), a los que dio el nombre de
moléculas (del latín pequeñas moles o masas).
LEY. En volúmenes iguales de todos los
gases, medidos en las mismas condiciones
de presión y temperatura, existen igual
número de moléculas.
G V
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Thomson introduce así las ideas :
El átomo puede dividirse en las llamadas partículas fundamentales:
a) Electrones con carga eléctrica negativa
b) Protones con carga eléctrica positiva
c) Neutrones, sin carga eléctrica y con una masa mucho mayor
que las de los electrones y protones.
Thomson considera el átomo como una gran esfera con carga eléctrica
positiva, en la cual se distribuyen los electrones como pequeños puntos.
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MTV
V
2

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¿Por qué dedujo Thomson que los rayos
catódicos estaban formados por partículas de
carga negativa?

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El descubrimiento de la radiactividad
La radiactividad es la desintegración del núcleo de uno o más átomos. La radiactividad
natural se presenta en todos los isótopos de elementos químicos cuyo número atómico es
mayor a 83.
Los átomos de los elementos radiactivos pueden emitir tres tipos de rayos alfa (α), beta (β) y
gamma (γ). Los rayos alfa están constituidos por núcleos de helio, es decir son partículas con
dos protones y dos neutrones, por tanto tienen carga positiva. Los rayos beta no son otra cosa
que una corriente de electrones, entonces su carga es negativa. Los rayos gamma son energía
sin masa, es energía electromagnética como la luz pero con frecuencias altísimas (son los más
“energéticos”)
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Descubrimiento del núcleo atómico
E. Rutherford realiza en 1911 un
experimento con el que se trataba de
comprobar la validez del modelo
atómico de Thomson.
Explicación del experimento de Rutherford:
• La mayor parte de las partículas alfa traviesan los
átomos sin desviarse (línea verde), la mayor parte del
átomo es espacio vacío.
• Si la partícula pasa cerca del núcleo (el tamaño del
núcleo es 10.000 veces menor que el del átomo) es
repelida por éste (línea azul).
• Algunas partículas chocan directamente con el
núcleo (probabilidad muy baja dada la pequeñez del
núcleo), produciéndose un rebote.
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Experimento de Millikan de la gota de aceite

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Partículas subatómicas
Microscopio
Atomizador
Placa cargada
positivamente
Placa cargada
negativamente
Gas
Gotita de aceite
en suspensión
Gotitas de aceite
electrizadas
Ajustando el voltaje
se consigue dejar la
gota en suspensión.
+ +
++
Robert Millikan midió la carga de la gota
en suspensión y encontró que, para
distintas gotitas, la carga era siempre
múltiplo de una carga elemental.
La carga del electrón es de 1,602 · 10−19 C.
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Experiencia de la lámina de oro
Mineral de
uranio
Plomo
Lámina de oro
Película
fotográfica
Partículas α
La mayoría de las
partículas alfa atravesaba
la lámina de oro sin
desviarse.
Una de cada 10 000 partículas alfa rebotaba al
llegar a la lámina y volvía hacia atrás.
Una pequeña proporción
de partículas alfa
atravesaba la lámina, pero
sufrían una leve desviación.
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Modelo atómico de Rutherford
El átomo está formado por un núcleo muy
pequeño y una corteza.
En el núcleo está concentrada toda su carga
positiva y casi toda su masa; en la corteza están
los electrones girando alrededor del núcleo.
Núcleo
Electrones
Solo una
pequeñísima
proporción de
partículas choca con
un núcleo, es
repelida y vuelve
hacia atrás.
Con el modelo de Rutherford queda totalmente
explicada la experiencia de la lámina de oro.
Partículas alfa
que llegan a la lámina
de oro y la atraviesan
sin desviarse, ya que
no encuentran
ningún obstáculo.
Partículas que pasan
cerca de un núcleo y
su trayectoria se
desvía.
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16. FISICA III UNIDAD 5 : ESTRUCTURA DE LA MATERIA
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Según el modelo atómico de
Bohr, los electrones de la
corteza giran alrededor del
núcleo describiendo solo
determinadas órbitas circulares.
Núcleo
Electrones
Átomo de
sodio (Na)
Átomo de
fósforo (P)
Átomo de
oxígeno (O)
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17. FISICA III UNIDAD 5 : ESTRUCTURA DE LA MATERIA
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Iones
CATIÓN ANIÓN
Átomo de litio (Li) Átomo de oxígeno (O)
3 +
3 –
Li neutro
8 +
8 –
O neutro
3 +
2 –
Li+ catión
8 +
10 –
O2 – anión
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18. FISICA III UNIDAD 5 : ESTRUCTURA DE LA MATERIA
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Cl17
35
Na
23
11
CLORO SODIO
Número atómico, Z
Número de protones
Número de electrones
Número de neutrones
17 11
1117
A – Z = 23 – 11 = 12A – Z = 35 – 17 = 18
Número másico, A
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Placa de
aluminio
Hormigón
Radiactividad
La pérdida o ganancia de algunas partículas subatómicas es el
fenómeno de la radiactividad.
Rayos α Rayos β Rayos γ
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Isótopos
Se llaman isótopos los átomos que tienen el mismo número de protones y se
diferencian en el número de neutrones. Por tanto, presentan el mismo Z y
diferente A.
Casi todos los elementos químicos presentan isótopos. Habitualmente, todos los isótopos de
un elemento reciben el mismo nombre; como excepción, el hidrógeno tiene tres isótopos
que poseen un nombre propio.
Protio Deuterio Tritio
H1
2
H1
1
H1
3
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21. FISICA III UNIDAD 5 : ESTRUCTURA DE LA MATERIA
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Fisión y fusión nuclear
La rotura del núcleo de ciertos isótopos de
algunos elementos químicos para dar otros
núcleos más pequeños se denomina fisión
nuclear.
neutrón núcleo

22. FISICA III UNIDAD 5 : ESTRUCTURA DE LA MATERIA
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Fusión nuclear
La fusión nuclear es un proceso en el que
núcleos de átomos muy pequeños se unen
para dar núcleos de átomos mayores.
Dos átomos de hidrógeno pueden unir sus
núcleos y convertirse en un átomo de helio.
Este proceso se realiza continuamente en el
Sol

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En la imagen vemos una caja amarilla
que se mueve en el interior de un
tren.
Dos observadores.
Cada observador tiene su propio
sistema de coordenadas y su reloj
para estudiar el movimiento de la
caja. Tratamos con dos sistemas de
referencia en movimiento relativo.
La Teoría Especial de la Relatividad de Einstein,
publicada en 1905, se basó en dos postulados:
I. Las leyes de la física son las mismas para todos los marcos de
referencia que se mueven con velocidad constante uno con
respecto al otro.
II. La rapidez de la luz c en el espacio libre es constante para
todos los observadores, independiente de sus estados de
movimiento. (c = 3 x 108 m/s)

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