Semana 12

Semana 12

Modelo Atómico de Bohr.

El modelo atómico de Bohr o de Bohr-Rutherford es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados (ver abajo). Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión característicos que eran ignorados.

Naturaleza dual de la Materia: electrones, núcleo y partículas elementales.

El descubrimiento de las partículas subatómicas como los protones, los electrones y los neutrones, a finales del siglo XIX, impulsó a los químicos de la época a proponer modelos para explicar cómo estaban constituidos los átomos.
Rutherford hizo pasar un haz de partículas a (cargadas positivamente y que eran emitidas por un elemento radiactivo como el polonio, Po) por una rendija, haciéndolo incidir en una lámina de oro muy delgada, de unos 400 átomos de oro de espesor. Los resultados del experimento se visualizaban en una placa fotográfica. La gran mayoría de las partículas a no sufrían desviación alguna en su trayectoria. Algunas eran desviadas un cierto ángulo y otras, muy pocas, eran fuertemente desviadas al atravesar la lámina de oro. De los resultados obtenidos en este experimento Rutherford propuso que el átomo era esférico y en su centro se concentraba toda la carga positiva y casi la totalidad de la masa atómica. Alrededor de dicho centro o núcleo giraban los electrones, de manera que el número de electrones era igual al de protones. El núcleo ocupaba, según Rutherford, un espacio muy pequeño comparado con el volumen total ocupado por el átomo, de tal suerte que éste podría considerarse prácticamente hueco. Ello explicaría que la mayoría de las partículas a no se desviaran al atravesar la lámina de oro mientras que las que sufrían desviación eran aquellas que se aproximaban al núcleo de los átomos de oro. Sin embargo, este modelo era inconsistente con los postulados de la Física Clásica.

Límites de la aplicabilidad de la mecánica clásica y origen de la física relativista.

-Física clásica

La física que impera hasta finales del siglo XIX se fundamenta en la relación causa-efecto (todo efecto es producido por una causa de existencia previa), en la creencia de que el único límite al conocimiento de las cosas reside en la sofisticación del aparato de medida necesario para obtenerlo y en que las leyes de la física son expresables mediante una ecuación matemática, más o menos sencilla, cuya solución es única y determinista. Concibe la transmisión del efecto con velocidad infinita (relación causa-efecto instantánea). Las herramientas de que dispone son la concepción galileana del espacio, las leyes de Newton de la dinámica y el cálculo infinitesimal.

Esta física explica en términos de ecuaciones sencillas y fenómenos bien conocidos la mayoría de los efectos  naturales observables a simple vista, dando una descripción adecuada y muy útil de ellos.

-Física relativista

Tras los trabajos de A. Einstein, en los que el tiempo pasaba de ser una variable independiente del espacio a ser una variable más, acoplada a las variables espaciales, el concepto de simultaneidad de sucesos dejó de tener sentido como absoluto y pasa a depender explícitamente de la posición y estado dinámico del observador, es decir, se relativiza. Esta concepción de relatividad obligó a revisar conceptos clave como masa y energía.

La física clásica es deducida de la física relativista cuando la velocidad de los observadores es mucho menor que la velocidad de la luz, que se toma como constante universal.

SEMANA12 SESIÓN 34	Física 2 UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEAS
contenido temático	6.4 Modelo atómico de Bohr.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Emplea el modelo atómico de Bohr para explicar los espectros de emisión y absorción. Procedimentales ·       Elaboración de modelos en  transparencias Power Point  (.pps) y manejo del proyector. ·       Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Video el “Átomo de Bohr.”
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA El Profesor  hace la presentación de la pregunta: Preguntas ¿Cómo distribuyo Bohr los electrones de los átomos en su modelo atómico ¿Quién y cómo descubrieron los electrones? ¿Quién y cómo descubrieron los protones? ¿Quién y cómo descubrieron los neutrones? ¿Cómo es el modelo atómico de Bohr? ¿En qué consiste la naturaleza dual de la materia? Equipo 5 Respuesta ¿Cuál es el origen de la física relativista? -          Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: Equipo Respuesta FASE DE DESARROLLO        El Profesor  presenta a los alumnos el video “El átomo de Bohr”, los alumnos Numero Atómico Elemento Nombre Símbolo Numero de electrones Modelo Atómico de Bohr 1 H  Hidrogeno 1 2 He Helio  2 3 4 Be Berilio 4 5 6 C     Carbono 6 7 N Nitrógeno 7 8 O Oxigeno 8 9 Flúor 9 10 Ne Neón 10 11 12 Mg Magnesio 12 13 Al  Aluminio 13 14 Si Silicio 14 15 P Fosforo 15 16 17 Cl Cloro 17 18 Ar Argón 18 19 K Potasio 19 20 Ca calcio 20 21 22 Ti Titanio 22 23 24 25 Mn Manganeso 25 26 Fe Hierro 26 27 28               Elaboran un resumen de acuerdo a las indicaciones del Profesor. -          El Profesor solicita a los alumnos que se numeren en forma consecutiva, y de acuerdo a su número dibujen el modelo atómico del elemento de acuerdo al modelo atómico de Bohr. Lo presenten en diapositiva Power Point. -          Los alumnos discuten y obtiene conclusiones. FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                     Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

SEMANA12 SESIÓN 35	Física 2 UNIDAD 6: FÍSICA Y TECNOLOGÍA CONTEMPORÁNEAS
contenido temático	6.5 Naturaleza dual de la materia: electrones, núcleos y partículas elementales 6.6 Límites de aplicabilidad de la mecánica clásica y origen de la física relativista.

Aprendizajes esperados del grupo	Conceptuales Conoce el comportamiento dual de los electrones. Contrasta el principio de relatividad de Galileo y las ideas de Newton con las de Einstein sobre el espacio y tiempo. Procedimentales ·       Elaboración de indagaciones bibliográficas y resúmenes ·       Presentación en equipo Actitudinales Cooperación, responsabilidad respeto y tolerancia, contribuirá al trabajo en un ambiente de confianza.
Materiales generales	Computo: -          PC, Conexión a internet De proyección: -          Cañón Proyector Programas: -           Moodle, Google docs, correo electronico, Excel, Word, Power Point. Didáctico: -          Información recabada del modelo atómico de acuerdo a los parámetros cuánticos.
Desarrollo del proceso	FASE DE APERTURA -          Los alumnos en equipo, discuten y escriben sus respuestas en el cuadro, utilizando el procesador de palabras: Preguntas ¿Qué dice la teoría de la relatividad especial? ¿Cuáles son los postulados de la relatividad especial? ¿Cuáles son los modelos matemáticos que representan los postulados? ¿En qué consiste la equivalencia entre la masa y la energía? ¿Cuáles son las consecuencias prácticas de la equivalencia masa-energía? ¿Cuáles son los parámetros cuánticos utilizados para representar el modelo atómico cuántico? Equipo 2 4 1 5 3 6 Respuesta La teoría de la relatividad especial, publicada en 1905, trata de la física del movimiento de los cuerpos en ausencia de fuerzas gravitatorias, en el que se hacían compatibles las ecuaciones de Maxwell del electromagnetismo con una reformulación de las leyes del movimiento. 1. Principio de Relatividad. Las leyes que describen los cambios de  los sistemas físicos no resultan afectadas si estos cambios de estado están referidos a uno u otro de dos sistemas de coordenadas en traslación con movimiento uniforme. 2. Principio de invariancia de la velocidad de la luz. Cualquier rayo de luz se mueve en el sistema estacionario con velocidad "c", tanto si el rayo es emitido por un cuerpo en reposo o en movimiento. Cuando una partícula viaja a una velocidad cercana a la luz su masa aumenta y requiere de mayor cantidad de energía para seguir siendo impulsada Una de ellas fue la demostración de que cuando una partícula viaja a una velocidad cercana a la luz, su masa aumenta y requiere cantidades de energía cada vez mayores para propulsarla. Es decir la masa la energía y la velocidad de la luz estaban de algún modo vinculadas. ¿ Cómo han evolucionado las ciencias físicas? Los alumnos discuten en equipo y escriben su respuesta: Equipo Respuesta -          Se realiza una discusión en el grupo, mediada por el Profesor para consensar las respuestas. FASE DE DESARROLLO              Los alumnos desarrollan las actividades de acuerdo a las indicaciones del Profesor : Dibujen el modelo atómico de los elementos , utilizando los parámetros cuánticos: Equipo n Principal  L Secundario m magnético Figura del orbital 1 Neón 2 1 0 2 Sodio 3 1 0 3 Argón 3 2 1 4 Bromo 4 1 0 5 Yodo 5 2 1 6 Kriptón 4 3 2 http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/lentiscal/1-cdquimica-tic/applets/numeroscuanticosyorbitales-1/numeroscuanticos12.htm  -          http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/usrn/lentiscal/1-cdquimica-tic/applets/numeroscuanticosyorbitales-1/numeroscuanticos12.htm -          Los alumnos discuten y obtiene conclusiones. FASE DE CIERRE     Al final de las presentaciones, se lleva a cabo una discusión extensa, en la clase, de lo  que se aprendió y aclaración de dudas por parte del Profesor.                      Actividad Extra clase: Los alumnos llevaran la información  a su casa y los que tengan computadora e internet, indagaran los temas de la siguiente sesión, de acuerdo al cronograma.                Los alumnos que tengan PC y Programas elaboraran su informe, empleando el                   programa  Word, para registrar los resultados.
Evaluación	Informe en Power Point de la actividad.     Contenido:     Resumen de la Actividad.

Recapitulación  12

Resumen  del  martes  y  jueves

Equipo	1	2	3	4	5	6
Resumen	El martes comenzamos la clase con las exposiciones que faltaban. Después el profesor reviso las indagaciones correspondientes a la semana 12 que eran relacionadas con el modelo atomico de Bohr. Despues se hizo la tabla periodica conforme al numero de lista de cada alumno. El dia jueves hicimos una actividad pero ahora cada equipo tenia un elemento e hicimos su modelo cuantico. Se hizo la recapitulación este mismo dia ya que el dia viernes no tendríamos clases	El día martes el profesor reviso las indagaciones, el tema que vimos fue el modelo atómico de Bohr, cada alumno paso a la computadora y con el numero de lista, era el numero del elemento del que haríamos su modelo atómico, vimos gráficamente como era cada uno y lo anotamos en una tabla. El día jueves , a cada equipo le toco un elemento, lo buscamos en la tabla periódica, anotamos su configuración electrónica e hicimos el modelo cuántico del elemento.	El día martes el profesor reviso las indagaciones de la semana 12. Sobre el modelo atómico de Bohr. Ese día realizamos cada alumno mediante el número de lista hicimos  una tabla en donde colocamos un elemento con el modelo de Bohr y el número  de electrones. El día jueves con ayuda de la tabla periódica cada equipo se enfoco en un elemento e hicimos el modelo cuántico del elemento que escogimos.	El día martes se revisaron las indagaciones de la semana 12 sobre el modelo de Borh. El día jueves, hicimos la practica usando la tabla periódica solo que esta vez cada equipo tenía un elemento y también hicimos la recapitulación de la semana ya que no vamos a venir el viernes.	El dia martes al iniciar la clase acabamos de revisar las exposiciones y después el profesor reviso las indagaciones del modelo atomico de bohr y el modelo dual de la materia por lo que mas tarde realizamos una practica de que cada alumno mediante el numero de lista hiciéramos una tabla donde colocábamos un elemento con el numero atomico y modelo de bohr. El dia jueves con cada equipo realizo el modelo cuantico de cierto elemento que escojimos.	El día martes 1 de abril el profesor reviso nuestras indagaciones sobre el modelo atómico de bohr y el modelo dual de la materia, también realizamos una práctica en la que cada alumno tenía un elemento de la tabla periódica. El día jueves, hoy, hicimos otra practica usando la tabla periódica solo que esta vez cada equipo tenía un elemento y también hicimos la recapitulación de la semana ya que no vamos a venir el viernes. :P