Ministerio de Educación del Ecuador

26/210

Actividades: identificación de los modelos atómicos y su evolución histórica

📄 ejercicios quimica 🎓 bachillerato · 3° BGU Ecuador 🇪🇨 EC 🗣 Español

Página 26

26 de 210

Anterior Página 26 / 210 Siguiente

Respuesta rápida

Dalton (1803): esfera indivisible; Thomson (1904): pastel de pasas; Rutherford (1911): núcleo +; Bohr (1913): niveles; Sommerfeld (1916): órbitas elípticas; Schrödinger/Heisenberg (1926-27): nube electrónica; modelo cuántico: orbitales $s, p, d, f$ .

📚 exercise quimica ⭐⭐ Dificultad 2/5 ⏱ 5 min lectura

Solución — Página 26

Quimica 3° · 2024

Ejercicio 1

Escribo debajo de cada modelo atómico: a) la evolución histórica, b) nombre del autor, c) año de creación y d) características.

Los modelos se leen en el orden de las flechas: fila superior de izquierda a derecha, y fila inferior de derecha a izquierda.

Ejercicio 1

1 Modelo 1 (esferas moradas apiñadas)

a) Evolución: primer modelo atómico de la historia; origen de la teoría atómica. b) Autor: John Dalton. c) Año: 1803 (publicado en 1808). d) Características: el átomo es una esfera sólida, indivisible e indestructible; los átomos de un mismo elemento son idénticos en masa y propiedades; en una reacción los átomos se reorganizan pero no se crean ni se destruyen (conservación de la masa).

Respuesta

Dalton, 1803, esfera sólida e indivisible.

Ejercicio 1

2 Modelo 2 (esfera naranja con $+$ y $-$)

a) Evolución: primer modelo que incorpora partículas subatómicas y la carga eléctrica. b) Autor: J. J. Thomson. c) Año: 1904. d) Características: el átomo es una esfera de carga positiva en la que están inmersos electrones de carga negativa ("pastel de pasas" o "budín de pasas"); el átomo es eléctricamente neutro porque $n(+) = n(-)$ .

Respuesta

Thomson, 1904, modelo del pastel de pasas.

Ejercicio 1

3 Modelo 3 (núcleo con órbitas cruzadas)

a) Evolución: descubre el núcleo atómico y deja el átomo mayormente vacío. b) Autor: Ernest Rutherford. c) Año: 1911. d) Características: casi todo el volumen del átomo es espacio vacío; en el centro hay un núcleo pequeño, denso y con carga positiva donde se concentra casi toda la masa; los electrones negativos orbitan alrededor del núcleo por atracción electrostática.

Respuesta

Rutherford, 1911, núcleo + y electrones en órbitas.

Ejercicio 1

4 Modelo 4 (círculos concéntricos con electrones verdes)

a) Evolución: introduce la cuantización de la energía para explicar los espectros atómicos. b) Autor: Niels Bohr. c) Año: 1913. d) Características: los electrones giran en órbitas circulares fijas denominadas niveles o capas ( $n = 1, 2, 3, \dots$ ); cada nivel tiene una energía definida; el átomo emite o absorbe energía cuando un electrón salta de un nivel a otro, con $\Delta E = h\nu$ .

Respuesta

Bohr, 1913, niveles de energía cuantizados.

Ejercicio 1

5 Modelo 5 (órbitas elípticas con el símbolo (Fe))

a) Evolución: perfecciona el modelo de Bohr al superponer órbitas elípticas y subniveles. b) Autor: Arnold Sommerfeld (sobre el modelo de Bohr). c) Año: 1916. d) Características: además de las órbitas circulares, existen órbitas elípticas; cada nivel $n$ se subdivide en subniveles $s, p, d, f$ ; explica la estructura fina de los espectros.

Respuesta

Sommerfeld, 1916, órbitas elípticas y subniveles $s, p, d, f$ .

Ejercicio 1

6 Modelo 6 (nube de lóbulos azules)

a) Evolución: sustituye la órbita definida por la probabilidad de encontrar al electrón. b) Autores: Erwin Schrödinger (onda) y Werner Heisenberg (incertidumbre). c) Año: 1926 (Schrödinger); 1927 (Heisenberg). d) Características: no se pueden describir simultáneamente la posición y la velocidad del electrón ( $\Delta x \cdot \Delta p \geq \frac{h}{4\pi}$ ); el electrón se representa como una nube o región donde la probabilidad de encontrarlo es alta (orbital), descrita por la función de onda $\Psi$ .

Respuesta

Schrödinger/Heisenberg, 1926-1927, nube electrónica y orbital.

Ejercicio 1

7 Modelo 7 (pétalos rojos = orbital $d$)

a) Evolución: modelo cuántico actual, forma tridimensional de los orbitales. b) Autores: Schrödinger, Dirac y Pauling, entre otros. c) Año: desde 1926 hasta la actualidad. d) Características: los electrones se distribuyen en orbitales de formas definidas ( $s$ esférico, $p$ dumbbell, $d$ trébol, $f$ complejo); cada orbital aloja un máximo de 2 electrones con espines opuestos (principio de exclusión de Pauli); la disposición electrónica explica la tabla periódica y los enlaces químicos.

Cuadro resumen

Modelo	Autor	Año	Idea central
1	Dalton	1803	Esfera sólida e indivisible
2	Thomson	1904	Pastel de pasas ( $+$ con $-$ embebidos)
3	Rutherford	1911	Núcleo + y espacio vacío
4	Bohr	1913	Niveles de energía cuantizados
5	Sommerfeld	1916	Órbitas elípticas y subniveles
6	Schrödinger/Heisenberg	1926-1927	Nube electrónica y orbital
7	Modelo cuántico actual	1926-actualidad	Forma de los orbitales $s, p, d, f$

Respuesta: los siete modelos quedan identificados en el cuadro anterior, en orden histórico 1803 → 1904 → 1911 → 1913 → 1916 → 1926 → modelo actual.

Respuesta

modelo cuántico actual (orbital $d$ ), desde 1926, formas de orbitales.

Contenido de la página

ACTIVIDADES

1. Escribo debajo de cada modelo atómico la información de los siguientes datos:

a) La evolución histórica
b) Nombre del autor
c) Año de creación
d) Características de los modelos atómicos

Se presentan siete ilustraciones de modelos atómicos unidas por flechas que indican la secuencia histórica: fila superior de izquierda a derecha (esferas moradas → esfera con $+$ y $-$ → núcleo con órbitas → círculos concéntricos) y fila inferior de derecha a izquierda (órbitas elípticas con (Fe) → nube de lóbulos → pétalos rojos), cada una con un recuadro en blanco para completar.

¿Sabías qué?

Los átomos de nuestro cuerpo y de todo lo que vemos en nuestro alrededor, se formaron en el interior de las estrellas a lo largo de su ciclo de vida. En los núcleos estelares, los átomos más ligeros, como el hidrógeno y el helio, se fusionan para formar átomos más pesados, liberando una increíble cantidad de energía en el proceso.

Texto de Química — página 25

Ejemplos resueltos

¿Por qué el modelo de Rutherford no explica la estabilidad del átomo ni los espectros discontinuos?

En el modelo de Rutherford un electrón que orbita está en movimiento acelerado, por lo que debería radiar energía y caer al núcleo: el átomo sería inestable.
Experimentalmente los átomos son estables y emiten espectros con líneas de frecuencias fijas, no continuas.
Bohr resuelve ambos problemas postulando órbitas permitidas con energías cuantizadas: solo al saltar entre niveles se emite o absorbe $\Delta E = h\nu$ .

Tabla

Modelo	Autor	Año	Características
1	John Dalton	1803	Esfera sólida, indivisible e indestructible
2	J. J. Thomson	1904	Pastel de pasas: esfera $+$ con electrones $-$ embebidos
3	Ernest Rutherford	1911	Núcleo positivo denso y átomo mayormente vacío
4	Niels Bohr	1913	Electrones en niveles de energía cuantizados
5	Arnold Sommerfeld	1916	Órbitas elípticas y subniveles $s, p, d, f$
6	Schrödinger / Heisenberg	1926-1927	Nube electrónica y región de probabilidad
7	Modelo cuántico actual	1926-actualidad	Forma tridimensional de los orbitales

Diagrama

flowchart LR
  A['Dalton 1803<br/>esfera sólida'] --> B['Thomson 1904<br/>pastel de pasas']
  B --> C['Rutherford 1911<br/>núcleo +']
  C --> D['Bohr 1913<br/>niveles de energía']
  D --> E['Sommerfeld 1916<br/>órbitas elípticas']
  E --> F['Schrödinger/Heisenberg 1926-1927<br/>nube electrónica']
  F --> G['Modelo cuántico actual<br/>orbitales s, p, d, f']

Fórmulas y ecuaciones

$\Delta$ E = $h\nu$ (energía emitida o absorbida al saltar de un nivel a otro)

$\Delta$ x $\cdot$ $\Delta$ p $\geq$ $\frac{h}{4\pi}$ (principio de incertidumbre de Heisenberg)

$\Delta$ E = $h\nu$

$\Delta$ x $\cdot$ $\Delta$ p $\geq$ $\frac{h}{4\pi}$

Glosario (6)

Modelo atómico: Representación que describe la estructura del átomo y su comportamiento, perfeccionada a lo largo de la historia.
Pastel de pasas: Modelo de Thomson: esfera de carga positiva con electrones negativos embebidos en ella.
Núcleo atómico: Centro pequeño y denso del átomo con carga positiva, formado por protones y neutrones.
Nivel de energía: Órbita o capa fija donde puede situarse un electrón con una energía determinada (modelo de Bohr).
Orbital: Región del espacio donde la probabilidad de encontrar un electrón es alta, descrita por la función de onda.
Nube electrónica: Representación del electrón como una región de probabilidad en lugar de una trayectoria definida.

Preguntas para practicar

¿Sabías qué? ¿De dónde provienen los átomos de nuestro cuerpo?

Los átomos de nuestro cuerpo se formaron en el interior de las estrellas durante su ciclo de vida: en los núcleos estelares los elementos más ligeros, como el hidrógeno y el helio, se fusionan (fusión nuclear) para originar elementos más pesados, liberando gran cantidad de energía. Por eso se dice que "somos polvo de estrellas".

¿Qué aportó cada nuevo modelo atómico y por qué se siguen estudiando los anteriores?

Cada modelo corrigió limitaciones del anterior: Dalton explicó la conservación de la masa, Thomson introdujo el electrón, Rutherford descubrió el núcleo, Bohr cuantizó la energía, Sommerfeld añadió subniveles y el modelo cuántico describió la probabilidad de localización del electrón. Estudiarlos muestra cómo la ciencia avanza por evidencia experimental y refutación progresiva.

Temas y conceptos clave

Evolución histórica de los modelos atómicosModelos atómicos de Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr y SommerfeldModelo cuántico y orbitales atómicosmodelo atómiconúcleo atómicopastel de pasasnivel de energíaorbitalnube electrónicaprincipio de incertidumbresubniveles s, p, d, f

¿Te fue útil esta página?