Grado 11
  1. Conceptos básicos de química  1.1. Importancia de la Química  1.2. Naturaleza y alcance de la química  1.3. leyes de la combinación química  1.3.1. Ley de conservación de la masa  1.3.2. La ley de las proporciones definidas  1.3.3. Ley de las proporciones múltiples  1.3.4. Ley de los volúmenes de gases  1.3.5. Ley de Avogadro  1.4. La teoría atómica de Dalton  1.5. Concepto de mol y masa molar  1.6. Composición porcentual  1.7. Fórmula empírica y molecular  1.8. Estequiometría y Cálculos Estequiométricos  1.9. Concepto de reactivo limitante
  2. Estructura del átomo  2.1. Descubrimiento del electrón, protón y neutrón  2.2. Modelo Atómico  2.2.1. Modelo de Thomson  2.2.2. El modelo de Rutherford  2.2.3. Modelo de Bohr  2.3. Modelo mecánico cuántico del átomo  2.4. Doble naturaleza de la materia y la radiación  2.5. El principio de incertidumbre de Heisenberg  2.6. Numeros cuánticos  2.7. Orbitales atómicos y sus formas  2.8. Configuración electrónica de los elementos  2.9. Aufbau principle  2.10. El principio de exclusión de Pauli  2.11. Regla de máxima multiplicidad de Hund  2.12. La hipótesis de De Broglie  2.13. Efecto fotoeléctrico
  3. Clasificación de elementos y periodicidad en propiedades  3.1. Desarrollo histórico de la tabla periódica  3.2. Ley Periódica Moderna y Tabla Periódica  3.3. Tendencias periódicas en propiedades  3.3.1. Radio Atómico e Iónico  3.3.2. Entalpía de ionización  3.3.3. Entalpía de ganancia de electrones  3.3.4. Electronegatividad  3.3.5. Valencia  3.3.6. Propiedades Metálicas y No Metálicas  3.3.7. Estados de oxidación  3.4. Propiedades Inusuales de los Primeros Elementos
  4. Enlace Químico y Estructura Molecular  4.1. Enfoque de Kossel-Lewis sobre el enlace químico  4.2. Enlace iónico o electrovalente  4.3. Enlace covalente y sus características  4.4. Parámetros de enlace  4.5. Teoría VSEPR  4.6. Teoría del enlace de valencia  4.7. Hibridación y sus tipos  4.8. Teoría del orbital molecular  4.8.1. Orden de enlace y estabilidad  4.9. Enlace de hidrógeno
  5. Estados de la materia  5.1. Fuerzas intermoleculares  5.2. Leyes de los gases  5.2.1. La ley de Boyle  5.2.2. La ley de Charles  5.2.3. La Ley de Avogadro  5.2.4. La ley de Dalton de las presiones parciales  5.2.5. La ley de difusión de Graham  5.3. Ecuación del Gas Ideal y Aplicaciones  5.4. Gases reales y desviaciones del comportamiento ideal  5.5. Teoría cinética molecular de los gases  5.6. Licuefacción de gases  5.7. Propiedades de los líquidos  5.8. Tensión superficial y viscosidad
  6. Thermodynamics  6.1. Sistema y entorno  6.2. Tipos de sistemas en termodinámica  6.3. Types of procedures  6.4. Primera ley de la termodinámica  6.5. Energía interna y entalpía  6.6. Capacidad calorífica y calor específico  6.7. La ley de Hess de la suma constante de calor  6.8. Entalpía de disociación de enlace  6.9. Entalpía de formación y combustión  6.10. Entalpía de disolución y neutralización  6.11. Espontaneidad y la segunda ley de la termodinámica  6.12. Energía libre de Gibbs y sus aplicaciones
  7. Equilibrio  7.1. El concepto de equilibrio  7.2. Constante de equilibrio y sus aplicaciones  7.3. El principio de Le Chatelier  7.4. Equilibrio iónico en soluciones  7.5. Teoría de Ácidos y Bases  7.5.1. Concepto de Arrhenius  7.5.2. Concepto de Bronsted-Lowry  7.5.3. Concepto de Lewis  7.6. Escala de pH y pOH  7.7. Common ion effect  7.8. Hidrólisis de sales  7.9. Sistemas tampón y su mecanismo de acción  7.10. Equilibrio de solubilidad de sales poco solubles
  8. Reacciones Redox  8.1. Oxidation and reduction concepts  8.2. Número de oxidación y sus aplicaciones  8.3. Reacciones Redox en términos de transferencia de electrones  8.4. Balanceando reacciones redox (métodos de número de oxidación y ion-electrón)  8.5. Tipos de reacciones redox  8.6. Celdas Electroquímicas y Reacciones Redox
  9. Hidrógeno  9.1. Posición del Hidrógeno en la Tabla Periódica  9.2. Isótopos de hidrógeno  9.3. Preparación de Hidrógeno  9.4. Propiedades del Hidrógeno  9.5. Hidruros y su clasificación  9.6. Agua y agua pesada  9.7. El peróxido de hidrógeno y sus propiedades  9.8. Usos del hidrógeno y sus compuestos
  10. Elementos del bloque s (metales alcalinos y alcalinotérreos)  10.1. Elementos del Grupo 1 - Propiedades y Tendencias  10.2. Elementos del Grupo 2 - Propiedades y Tendencias  10.3. Propiedades inusuales del litio y berilio  10.4. Compuestos importantes del sodio y sus usos  10.5. Compuestos importantes de magnesio y calcio
  11. Algunos elementos del bloque p  11.1. Introducción General a los Elementos del Bloque p  11.2. Elementos del Grupo 13  11.2.1. Boro y sus compuestos  11.3. Elementos del Grupo 14  11.3.1. El carbono y sus alótropos  11.3.2. Compuestos Importantes de Carbono y Silicio
  12. Química Orgánica - Algunos Principios y Técnicas Básicas  12.1. Clasificación y Nomenclatura de Compuestos Orgánicos  12.2. Representación estructural de compuestos orgánicos  12.3. Clasificación de reacciones orgánicas  12.4. Efectos Electrónicos en Química Orgánica  12.4.1. Efecto inductivo  12.4.2. Efecto de resonancia  12.4.3. Hiperconjugación  12.5. Mecanismo de reacción y especies intermedias  12.6. Purificación y análisis cualitativo de compuestos orgánicos
  13. Hidrocarburos  13.1. Hidrocarburos  13.1.1. Preparación y Propiedades de los Alquenos  13.2. Alqueno  13.2.1. Preparación y Propiedades de los Alquenos  13.2.2. Reacciones de adición electrofílica  13.3. Alquinos  13.3.1. Preparación y Propiedades de Los Alquinos  13.4. Hidrocarburos aromáticos  13.4.1. Estructura y propiedades del benceno  13.4.2. Reacciones de sustitución electrofílica del benceno
  14. Química Ambiental  14.1. Contaminación Ambiental  14.2. Contaminación atmosférica y el efecto invernadero  14.3. Contaminación del agua y métodos de tratamiento  14.4. Contaminación del suelo y sus efectos  14.5. Residuos industriales y su tratamiento  14.6. Estrategias para el control de la contaminación

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Modelo de Thomson


El modelo atómico de Thomson, también conocido como el "modelo de pudín de ciruela", fue propuesto por J.J. Thomson en 1904. Este modelo fue un intento inicial de describir la estructura del átomo basado en observaciones experimentales e ideas teóricas disponibles en ese momento. En esta lección completa, profundizaremos en las complejidades del modelo de Thomson, examinando su contexto histórico, desarrollo, significado, deficiencias y legado en la química moderna.

Antecedentes históricos

A finales del siglo XIX y principios del siglo XX, la comprensión del átomo aún estaba en su infancia. Los científicos sabían que los átomos eran los bloques básicos de la materia, pero la estructura interna del átomo era un misterio. El descubrimiento del electrón por J.J. Thomson en 1897 fue un avance significativo. Este descubrimiento mostró que el átomo consistía en partículas más pequeñas, con carga negativa, revelando que el átomo era divisible y más complejo de lo que se pensaba anteriormente.

Durante este período, los científicos estaban buscando modelos que pudieran explicar la presencia de electrones dentro del átomo y su relación con las propiedades químicas observadas de los elementos. El modelo de pudín de ciruela fue un intento de resolver estas preguntas a la luz del electrón recién descubierto.

Modelo de pudín de ciruela

El modelo de J.J. Thomson proponía que el átomo era una esfera de carga positiva con electrones cargados negativamente incrustados dentro de ella, de la misma manera que las bayas están distribuidas dentro de un pudín. En esta analogía, la carga positiva en el átomo era como el 'pudín', mientras que los electrones eran como las 'bayas' esparcidas dentro de él.

Este modelo se puede ilustrar de la siguiente manera:

,
,
,
,
|++E++ |
|++E++|
,
,
,
,

En esta representación simple, los símbolos '+' representan la carga positiva distribuida uniformemente, mientras que los símbolos 'e' representan los electrones.

Características principales del modelo

  • El átomo es en general eléctricamente neutro.
  • La carga positiva se distribuye uniformemente por todo el átomo.
  • Los electrones están contenidos dentro de esta "sopa" positiva para equilibrar la carga.

Representación matemática

Aunque el modelo de pudín de ciruela es inherentemente cualitativo, es importante considerar algunos aspectos cuantitativos básicos. La carga total del átomo está equilibrada, lo que significa que el número de electrones multiplicado por la carga de un electrón da la carga positiva total:

Número de electrones (n) x carga del electrón (e) + carga positiva total = 0

n * -e + q = 0

Donde Q es la magnitud de la carga positiva total.

Visualizando el átomo: un ejercicio conceptual

Para comprender mejor el modelo de pudín de ciruela, imagina morder un postre lleno de piezas de fruta esparcidas. Si el postre representa átomos, las frutas representan electrones dispersos al azar y uniformemente dentro de la mezcla, conocida como el 'pudín', que representa la carga positiva.

Experimentos científicos que llevaron al modelo

Thomson llegó a este modelo después de sus experimentos con rayos catódicos. Cuando aplicó un campo eléctrico a un tubo de vacío, observó la deflexión de los rayos catódicos (que él encontró que eran electrones) bajo la influencia del campo.

La observación esencial fue la siguiente:

Cátodo (-) => || ***** => Ánodo (+)
                deflexión
|-------> haz de electrones

Indicando la presencia de partículas cargadas negativamente.

Críticas y deficiencias

Aunque el modelo fue revolucionario en su momento, ha enfrentado varias críticas basadas en experimentos posteriores:

Experimento de la lámina de oro de Rutherford

Las pruebas más importantes contra el modelo de Thomson fueron proporcionadas por el experimento de la lámina de oro de Ernest Rutherford realizado en 1909. En este experimento, un haz de partículas alfa fue dirigido a una fina pieza de lámina de oro. Según el modelo de pudín de ciruela, las partículas alfa deberían haber pasado con mínima deflexión debido a la carga positiva distribuida.

Fuente alfa => ||||||| ||| => Detector
                   / (deflectada en algún ángulo grande)

En cambio, se observó que algunas partículas se desviaban en ángulos muy agudos, incluso regresando en la dirección de la que venían. Esto indicaba una concentración de carga positiva en una región muy pequeña, lo que es inconsistente con el modelo de pudín de ciruela.

Incapacidad para explicar líneas espectrales

El modelo de pudín de ciruela tampoco explicó adecuadamente las líneas espectrales atómicas observadas en los espectros de emisión de los elementos. Dichos datos indicaban interacciones más complejas dentro del átomo de las que permitía el modelo.

Legado y contribuciones

A pesar de sus deficiencias, el modelo de Thomson fue un paso pionero en la teoría atómica. Fue uno de los primeros modelos en incorporar el electrón recién descubierto y proporcionó un marco a partir del cual se podrían desarrollar modelos posteriores.

Influencia en modelos futuros

El desarrollo del modelo de pudín de ciruela avanzó la comprensión científica de los átomos y preparó el terreno para modelos nuevos y más precisos, como el modelo atómico de Rutherford y el modelo de Bohr.

Primer uso de partículas subatómicas

El modelo de Thomson fue un avance significativo hacia el reconocimiento de que los átomos no son indivisibles. Introdujo el concepto de estructura interna donde componentes como los electrones existen dentro de los átomos, lo que influyó en investigaciones posteriores de la física de partículas.

Significado educativo

El modelo de Thomson sigue siendo parte del currículo académico porque refleja el método científico: cómo se desarrollan las teorías a la luz de nuevas evidencias. Subraya la importancia de proponer hipótesis, probarlas y refinarlas al acceder a nueva información.

Conclusión

En conclusión, el modelo de pudín de ciruela de J.J. Thomson fue un paso importante en el desarrollo de la teoría atómica, incluso si eventualmente se volvió obsoleto. Fue instrumental para llevar a la comunidad científica hacia una mejor comprensión de la estructura atómica y estableció conceptos fundamentales que permitieron la aceptación de ideas y descubrimientos nuevos. El modelo ejemplificaba el proceso científico y destacaba la naturaleza dinámica de la investigación científica, en la cual las ideas evolucionan constantemente.


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