Teoria Atomica de Materia

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  • 8/12/2019 Teoria Atomica de Materia

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    TEORIA ATOMICA DE MATERIADesde la Antigedad, el ser humano se ha cuestionado de qu estaba hecha la materi

    Unos 400 aos antes de Cristo, el filsofo griego Demcritoconsider que la materia estaba constituida por pequesimapartculas que no podan ser divididas en otras ms pequeas. Por ello, llam a estas partculas tomos, que en griequiere decir "indivisible". Demcrito atribuy a los tomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibleSin embargo las ideas de Demcrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filsofos de su poca y hubieron dtranscurrir cerca de 2200 aos para que la idea de los tomos fuera tomada de nuevo en consideracin

    Ao

    Cientfico

    Descubrimientos experimentales Modelo atmico

    1808

    John Dalton

    Puede decirse que la qumica nace como ciencia afinales del siglo XVIII y principios del XIX, con laformulacin por Lavoisier, Proust y el propio Dalton,tras la experimentacin cuantitativade numerososprocesos qumicos, de las llamadas leyes clsicasde la qumica:1.En el siglo XVIII, Antoine Lavoisier, consideradoel padre de la qumica moderna, estableci la leyde la conservacin de la masa. En ella se diceque no se produce un cambio apreciable de lamasa en las reacciones qumicas.

    2.La ley de la composicin definida o constante.Establecida en 1801 por el qumico francs JosephProust, nos dice que un compuesto contienesiempre los mismos elementos en la mismaproporcin de masas. O expresada de otra manera,cuando dos elementos se combinan para dar undeterminado compuesto lo hacen siempre en lamisma relacin de masas.3.La ley de las proporciones mltiples.Formulada por el propio Dalton, se aplica a dos

    elementos que forman ms de un compuesto:Establece que las masas del primer elemento quese combinan con una masa fija del segundoelemento, estn en una relacin de nmerosenteros sencillos.

    En 1808, Dalton public sus ideas sobre el modeatmico de la materia las cuales han servido base a la qumica moderna. Los principifundamentales de esta teora son:1. La materia est formada por minsculpartculas indivisibles llamadas tomos.2. Hay distintas clases de tomos que distinguen por su masa y sus propiedades. Todlos tomos de un elemento poseen las mismpropiedades qumicas. Los tomos de elementdistintos tienen propiedades diferentes.

    3. Los compuestos se forman al combinarse ltomos de dos o ms elementos en proporcionfijas y sencillas. De modo que en un compuesto lde tomos de cada tipo estn en una relacin nmeros enteros o fracciones sencilla4. En las reacciones qumicas, los tomos intercambian de una a otra sustancia, pero ningtomo de un elemento desaparece ni se transformen un tomo de otro elemento.

    1897

    J.J. Thomson

    Cuando en un tubo de vidrio que contiene un gasse hace parcialmente el vaco y se aplica un voltajede varios miles de voltios, fluye una corrienteelctrica a travs de l. Asociado a este flujoelctrico, el gas encerrado en el tubo emite unosrayos de luz de colores, denominados rayoscatdicos, que son desviados por la accin delos campos elctricos y magnticos.

    Mediante un estudio cuidadoso de esta desviacin,J. J. Thomsondemostr en 1897 que los rayosestaban formados por una corriente de partculascargadas negativamente, que llam electrones.

    (Modelo atmico d e Thom son.)La identificacin por J.J. Thomson de unpartculas subatmicas cargadas negativamenlos electrones, a travs del estudio de los raycatdicos, y su posterior caracterizacin, le llevara proponer un modelo de tomo que explicadichos resultados experimentales. Se trata dmodelo conocido informalmente como el pudn

    ciruelas, segn el cual los electrones eran com'ciruelas' negativas incrustadas en un 'pudn' materia positiva.

    http://abrirvent%28%27dalton.htm%27%2C%27dalt%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D436%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27dalton.htm%27%2C%27dalt%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D436%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27dalton.htm%27%2C%27dalt%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D436%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27dalton.htm%27%2C%27dalt%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D436%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27dalton.htm%27%2C%27dalt%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D436%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27dalton.htm%27%2C%27dalt%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D436%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27dalton.htm%27%2C%27dalt%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D436%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27dalton.htm%27%2C%27dalt%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D436%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27dalton.htm%27%2C%27dalt%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D436%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27dalton.htm%27%2C%27dalt%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D436%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C%27width%3D570%2Cheight%3D400%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27dalton.htm%27%2C%27dalt%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D436%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://abrirvent%28%27thomson.htm%27%2C%27thom%27%2C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    Hoy se sabe que el ncleo de cualquier tomo est constituido por protones y neutrones. A partir de ellos, se define: Z: nmero atmico= n protones del ncleo = n electrones si el tomo est neutro. A: nmero msico = n protones + n neutrones = partculas que hay en el ncleo.Si dos tomos poseen el mismo nmero atmico Z, pertenecen al mismo elemento. Es decir, que un elemento quedperfectamente definido dando su nmero atmico; sin embargo, para dar ms informacin, tambin se suele dar el nme

    msico, representndose de la siguiente manera:

    por ejemplo: 13C 6 protones, 6 electrones y 7 neutrones6

    14C 6 protones, 6 electrones y 8 neutrones6

    14N 7 protones, 7 electrones y 7 neutrones7

    El nmero de neutrones de un elemento qumico se puede calcular como A-Z, es decir, como la diferencia entre el nmeromsico y el nmero atmico.

    Ao

    1911

    Cientfico

    E. Rutherford

    Descubrimientos experimentales

    Demostr que los tomos no eran macizos, como secrea, sino que estn vacos en su mayor parte y en

    su centro hay un diminutoncleo.Rutherford y sus colaboradores bombardearon unafina lmina de oroconpartculas alfa(ncleos de

    helio) procedentes de un elemento radiactivo.Observaban, mediante una pantalla fluorescente, en

    qu medida eran dispersadas las partculas. La

    mayora de ellas atravesaba la lmina metlica sincambiar de direccin; sin embargo, unas pocas eranreflejadas hacia atrs con ngulos pequeos. ste

    era un resultado completamente inesperado,incompatible con el modelo del tomo macizo

    existente.Mediante un anlisis matemtico de las fuerzas

    involucradas, Rutherford demostr que la dispersinera causada por un pequeo ncleo cargado

    positivamente, situado en el centro del tomo deoro. De esta forma dedujo que la mayor parte del

    tomo es espacio vaco, lo que explicaba por qu lamayora de las partculas que bombardeaban la

    lmina de oro, pasaran a travs de ella sindesviarse.

    Modelo atmico

    Dedujo que el tomo deba estar formado por ucortezacon los electrones girando alrededor de ncleo central cargado positivamente.

    (Modelo atmico de RutherfordRutherford, basndose en los resultados obteniden sus experimentos de bombardeo de lmindelgadas de metales, estableci el llamado modeatmico de Rutherfordo modelo atmico nucleEl tomo est formado por dos partes: ncleocorteza.El ncleo es la parte central, de tamao mpequeo, donde se encuentra toda la carga positiy, prcticamente, toda la masa del tomo. Escarga positiva del ncleo, en la experiencia de lmina de oro, es la responsable de la desviacide las partculas alfa (tambin con carga positivLa corteza es casi un espacio vaco, inmenso relacin con las dimensiones del ncleo. Eexplica que la mayor parte de las partculas aatraviesan la lmina de oro sin desviarse. Aqu encuentran los electrones con masa muy peque

    y carga negativa. Como en un diminuto sistemsolar, los electrones giran alrededor del ncleigual que los planetas alrededor del Sol. Lelectrones estn ligados al ncleo por la atraccielctrica entre cargas de signo contrario.Sin embargo el modelo de Rutherford, entr fuerte contradiccin con la teora electromagnticfirmemente establecida. Segn esta teora tocarga acelerada (y el electrn lo est, ya que girar alrededor del ncleo tiene una aceleracicentrpeta), debe emitir energa en forma radiacin electromagntica. En consecuencia, electrn ira perdiendo energa, con lo que su rb

    se acercara cada vez ms hacia el ncleprecipitndose finalmente sobre l, por tanto, este tomo sera inestable.

    http://abrirvent%28%27rutherford.htm%27%2C%27ruth%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D430%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27rutherford.htm%27%2C%27ruth%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D430%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/curso/materiales/atomo/modelos.htmhttp://abrirvent%28%27rutherford.htm%27%2C%27ruth%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D430%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/http://abrirvent%28%27rutherford.htm%27%2C%27ruth%27%2C%27width%3D584%2Cheight%3D430%2Cscrollbars%3Dno%2Cleft%3D50%2Ctop%3D10%27%29/
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    Istopos:son tomos de un mismo elemento, (por tanto, de igual nmero atmico Z) con distinto nmero msicoes decir, poseen diferente nmero de neutrones en su ncleo.El carbono tiene dos istopos: uno con A=12, con 6 neutrones y otro con nmero msico 13 (7 neutrones), que srepresentan como:

    La mayora de los elementos tiene dos ms istopos.En un elemento natural, la abundancia relativa de susistopos en la naturaleza recibe el nombre de abundancia isotpica natural. La denominada masa atmica de un elementoes una media de las masas de sus istopos naturales ponderada de acuerdo a su abundancia relativa.

    Veamos unos ejercicios de aplicacin: La plata natural est constituida por una mezcla de dos istopos de nmeros msicos107 y 109. Sabiendo que abundancia isotpica es la siguiente: 107Ag =56% y 109Ag =44%. Deducir el peso atmico de la platanatural.

    Determinar la masa atmica del galio, sabiendo que existen dos istopos 69Ga y 71Ga, cuya abundancia relativa es,respectivamente, 60,2% y 39,8%. Indica la composicin de los ncleos de ambos istopos sabiendo que el nmero atmico

    del galio es 31.Masa atmica = 69 0,602 + 71 0,398 = 69,7 uNcleo del 6931Ga: 31 protones y 38 neutrones (69 - 31)Ncleo del 7131Ga: 31 protones y 40 neutrones (71 - 31)

    ISBAROS: Son tomos de elementos qumicos diferentes, que tienen igual nmero de masa, pero d iferente nmero deprotones y de neutrones (Z, = A, n). Los tomos que son isbaros tienen diferentes propiedades qumicas y fsicas.Ejemplo: 40 Ar 40 K 40 Ca

    18 19 20ISOTONOS: Son tomos de elementos qumicos diferentes que tiene igual nmero de neutrones, pero diferente nmero deprotones y diferente nmero de masa. (Z, A, =n). Los istonos tienen propiedades qumicas y fsicas diferentes.Ejemplo: 11 B 12 C 13 N

    5 6 7

    ESPECTRO ELECTROMAGNETICOLa radiacin electromagntica es una forma de transmisin de energa en la que los campos elctricos y magnticos spropagan por ondas a travs del espacio vaco o a travs de un medio. Se produce por aceleracin de una partcula cargadelctricamente.Una onda es una perturbacin que se propaga a travs de un medio. Trminos que caracterizan una onda:

    * Amplitud: Mxima perturbacin de la onda, es decir, distancia mxima de la onda con respecto a la lnea central de nperturbacin.

    * Longitud de onda (): Es la distancia entre dos mximos, o mnimos, consecutivos de la onda. Unidades: longitud (m, cm ,m(micrmetro=1x10-6m), nm(nanmetro=1x10-9m, (angstrom=1x10-10m),Pm(picometro=1x10-12m)

    * Frecuencia (): Es el nmero de mximos, o mnimos, que pasan por un punto determinado en la unidad de tiempo.Unidades: tiempo-1 (s-1=Hz (hercio)). Una caracterstica de la radiacin electromagntica es su velocidad constante de2,997925108ms-1 en el vaco (velocidad de la luz, c). = c

    A= masa atmica del elemento naturalAi= masa atmica de cada istopoxi= porcentaje de cada istopo en la mezcla

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    Las diferentes radiaciones electromagnticas se diferencian por las anteriores magnitudes; en el caso de la longitud de ondsu valor va desde cientos de metros a 10 -12m. Segn las longitudes de onda, las radiaciones tienen unas propiedades otras, por eso se agrupan en zonas (visible, U.V. etc. ) y el conjunto de todas ellas recibe el nombre de espectelectromagntico.

    TEORIA CUANTICA DE RADIACIONEL EFECTO FOTOELCTRICO

    Este efecto fue descubierto por Hertz en 1887 y consiste en que: Cuando un haz de luz incide sobre una placmetlica pulida en el vaco, esta placa puede emitir electrones. Segn la teora clsica de la luz era posible que la energde la onda electromagntica se pudiera utilizar para extraer un electrn del metal, pero no era capaz de explicar los detalle

    del fenmeno: La emisin de electrones por la placa metlica (fotoelectrones) se produce nicamente cuando la frecuenc ia de la l

    incidente es mayor que un cierto valor crtico 0 (frecuencia umbral). Los fotoelectrones emitidos tienen una energa cintica que aumenta a medida que aumenta el valor de la frecuencia de luz incidente. Al aumentar la intensidad de la luz incidente aumenta el nmero de fotoelectrones emitidos por unidad de tiemp(intensidad de corriente fotoelctrica) pero no afecta a la energa cintica de los fotoelectrones.

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    MODELO DE BOHR.

    La discontinuidad de los espectros atmicos no se puede justificar por el modelo de Rutherford, ya que, segn stlos electrones en su movimiento emitiran energa continuamente y podra ser de cualquier longitud de onda, dando lugar econsecuencia a un espectro continuo.En 1913, Bohr emiti un nuevo modelo para tratar de explicarlos, tomando como referencia el modelo de Rutherford

    basndose en la hiptesis cuntica de Planck (ampliada por Einstein) segn la cul, la energa (la radiacin) no continua, sino que la energa est cuantizada, est formada por paquetes de energa llamados cuantos o fotones; decir, la energa no puede tomar un valor cualquiera, sino que toda cantidad de energa emitida o absorbida es un nmeentero de cuantos.

    Postulados del modelo de Bohr:1) El tomo consta de un ncleo (protones y neutrones) en el que est localizada la carga positiva y casi toda su mas

    mientras que los electrones describen rbitas circulares alrededor del ncleo.

    2) El electrn no puede girar alrededor del ncleo en cualquier rbita, slo puede hacerlo en aquellas rbitas en las que momento angular del electrn es un mltiplo entero de h /2.

    donde n = nmero cuntico principal ( 1, 2, 3, 4, etc.)

    - Cada rbita permitida tiene su n (la ms cercana al ncleo n = 1, la segunda n = 2 y as sucesivamente)

    - El nmero mximo de electrones que caben en una rbita es 2n2

    3) Cuando el electrn se mueve en una rbita es estable, ni emite ni absorbe energa; tan solo si pasa de una rbita a otse produce la absorcin o emisin de energa en forma de un cuanto:

    siendo:E2 y E1 las energas de las correspondientes rbitas.h, la constante de Planck. 6,63x10-34J.s, la frecuencia de la radiacin.

    Normalmente el electrn en un tomo de hidrgeno se encuentra en la rbita ms prxima al ncleo (n=1). Esta es energa permitida ms baja, o el estado fundamental. Cuando el electrn adquiere un cuanto de energa pasa a un nivms alto (n=2,3, ...) se dice entonces que el tomo se encuentra en un estado excitado. En este estado excitado el tomno es estable y cuando el electrn regresa a un estado ms bajo de energa emite una cantidad determinada de energque es la diferencia de energa entre los dos niveles.

    RHes una constante que depende de la masa y la carga del electrn y cuyo valor es 2.179 10-18J.

    Inconvenientes Consecuencias del modelo de Bohr:- El segundo postulado lo introdujo sin ninguna base cientfica, tan slo lo hizo para justificar las lneas espectrales adems, mezclaba la mecnica clsica con la mecnica cuntica.- Solo puede aplicarse al hidrgeno, cuando se aplica a tomos polielectrnicos, los resultados tericos son totalmen

    diferentes a los experimentales.Calcular la longitud de onda de un fotn emitido por un tomo de hidrgeno, cuando su electrn desciende del nivel n=3 a

    nivel n=2.Datos: E3= -0,579 10

    -19cal; E2= -1,103 10-19cal; h = 1,58 10-34cal s

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    E=E2-E3= -1,103 10-19cal(- 0,579 10-19cal)= - 0.524524x10-19 cal E= - 0.524x10-19cal el signo negativo me

    indica que emite energa, por consiguiente: E= h.v = c

    - = 9.05 x10-7m

    0.524 10-19cal

    TEORIA ATOMICA MODERNADualid ad ond a-par tcu la. Teo ra de De Bro g lie

    Segn la hiptesis de De Broglie, cada partcula en movimiento lleva asociada una onda, de manera que la dualidad ondpartcula puede enunciarse de la siguiente forma: una partcula de masa m que se mueva a una velocidad v puede, econdiciones experimentales adecuadas, presentarse y comportarse como una onda de longitud de onda, . La relacin ent

    estas magnitudes fue establecida por el fsico francsLouis de Broglieen 1924.

    La luz (radiacin) tiene comportamiento dual onda corpsculo, es decir, unas veces se comporta como onda y produefectos ondulatorios como la reflexin, refraccin y difraccin, y otras veces se comporta como corpsculo, como partcumaterial, y as se puede explicar el efecto fotoelctrico y el efecto Compton. El efecto Comptonconsiste en el aumento dlalongitud de ondade unfotnderayos Xcuando choca con unelectrnlibre y pierde parte de su energa. La frecuenciala longitud de onda de la radiacin dispersada depende nicamente de la direccin dedispersin.De manera que la dualidad onda-partcula puede enunciarse de la siguiente forma:

    una partcula de masa m que se mueva a una velocidad v puede, en condiciones experimentales adecuadas, presentarsecomportarse como una onda, cuya longitud de onda viene dada por la expresin:

    = h / m . v

    Calcular la longitud de onda asociada a un electrn que se mueve a una velocidad de 1 106 m s-1; y a un coche de 1300 Kde masa que se desplaza a una velocidad de 105 Km h-1.Masa del electrn 9,18x10-31 kg h=6,63x10-34J s (kg m2s-2)Solucin:

    a) caso del electrn:= h / m . v= 6,63x10-34(kg m2s-2) s =7,22x10-10m9,18x10-31 kg 1 106 m s-1

    b) caso del coche: = h / m . v= 6,63x10-34(kg m2s-2) s =1,75x10-38m1300kg 29.17m s-1

    v=105km*103m h = 29.17m/sh 1km *3600s

    Principio de indeterminacin de Heisenberg

    Es imposible medir simultneamente, y con precisin absoluta, el valor de la posicin y la cantidad de movimiento de unapartcula.

    Ecuacin de Schrdinger (1.927):Se abandona el concepto del electrn como partcula material (con forma y tamao propias y que describe rbita

    perfectamente definidas) y se considera que el movimiento del electrn puede describirse a partir de la ecuacin de unonda:

    Con la teora de E. Schrdinger queda establecido que los electrones no giran en rbitas alrededor del ncleo tal como haba propuesto Niels Bohr, sino que en orbitales, que corresponden a regiones del espacio en torno al ncleo donde huna alta probabilidad de encontrar a los electrones (ver figura 1). Por lo tanto, es reemplazado el concepto de orbitas por trmino orbital atmico. Un orbital se puede pensar como la funcin de onda de un electrn (Psi) y el cuadrado dla funcin de onda (2) como la zona de mayor probabilidad de encontrar al electrn alrededor del ncleo atmico.Las incgnitas de la ecuacin son dos ( y E), pero no tienen una solucin nica sino varias; stas dependen de trenmeros enteros llamados nmeros cunticos( n , l , m).

    http://www.nobel.se/physics/laureates/1929/index.htmlhttp://www.nobel.se/physics/laureates/1929/index.htmlhttp://www.nobel.se/physics/laureates/1929/index.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Longitud_de_ondahttp://es.wikipedia.org/wiki/Longitud_de_ondahttp://es.wikipedia.org/wiki/Longitud_de_ondahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_Xhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_Xhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_Xhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Dispersi%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Dispersi%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Dispersi%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Dispersi%C3%B3n_%28f%C3%ADsica%29http://es.wikipedia.org/wiki/Electr%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_Xhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fot%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Longitud_de_ondahttp://www.nobel.se/physics/laureates/1929/index.html
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    NMEROS CUNTICOS.Son valores numricos que permiten identificar al electrn y situarlo en el ncleo.

    Cada orbital viene definido por los valores de tres nmeros cunticos n , l , m , existiendo tantos orbitales comcombinaciones se puedan formar con ellos.

    Cada electrn viene definido, adems de los tres nmeros cunticos del orbital correspondiente, por un cuarto nmecuntico s o ms.

    n, nmero cuntico principal: Indica el nivel energtico donde se pude encontrar un electrn., el tamao del orbit

    Puede tomar los valores enteros. n = 1 , 2 , 3 , ..... .l, nmero cuntico secundario, orbital o azimutal: indica la forma, el tipo de orbital. Puede tomar los valores enterodesde 0 hasta ( n - 1 ). l = 0 , 1 , 2 , .....( n - 1 )

    m, nmero cuntico magntico: indica la orientacin espacial del orbital. Puede tomar los valores enteros comprendidoentre - 1 y + l, incluido el cero.m = - l , .... ,0,..... ,+ l

    s o ms nmero cuntico de spn o spn: representa las posibles orientaciones, sentido de giro, del electrn respeca un eje tomado como referencia. Tan slo puede tomar valores + 1/2 y - 1/2.

    Tipos de orbitales:Los orbitales se representan con un nmero que se corresponde con el valor de n y una o dos letras que indican los valor

    de l y m.Si l = 0: Orbital s. Tiene forma esfrica y aparece en todos los niveles.

    Si l = 1: Orbital p. Tiene forma de doble huso con el centro en el ncleo del tomo.Aparecen a partir del segundo nivel y en grupos de tres, al tener 3 posibles orientaciones en el espacio (por los valores qupuede tomar m) que coinciden con los ejes coordenados X , Y, Z, y por eso se llaman px , py , pz.

    Si l = 2: Orbital d. Pueden tener varias formas y aparecen a partir del tercer nivel en grupos de cinco (por los valorde m ).

    Si l = 3: Orbital f. Pueden tener varias formas complejas. Aparecen a partir del 4 nivel y en grupos de 7.

    Ejercicio 5: Indica los nmeros cunticos y el nmero de electrones de los cuatro primeros niveles energticos.

    Un orbital queda definido por la

    tripleta de nmeros cunticos

    (n, l, m)

    Un electrn queda definido por

    los cuatros nmeros cunticos

    (n ,l m, s)

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    PRINCIPIOS DE DISTRIBUCIN ELECTRNICA. CONFIGURACINELECTRNICA.

    La configuracin electrnica de un tomo es el modo en que estn distribuidos los electrones alrededor del ncleo dese tomo. Es decir, cmo se reparten esos electrones entre los distintos niveles y orbitales. Se rige por los tres principisiguientes:1. Principio de mnima energa o de Aufbau:

    Los electrones ocupan en primer lugar los orbitales de menor energa que estn disponibles.

    Diagrama de Moeller o Regla de lluvia:

    K s=2 , p=6 , d=10 , f=14

    L Cuando se cumple este principio de mnima energa, se dice que el tomoM est en su estado fundamental o normal, pero si se da energa alN tomo, algunos electrones pueden pasar a orbitales de mayor energa yO se dice que el tomo se encuentra en un estado excitado.P

    Q

    2. Principio de exclusin de Pauli:

    En un tomo no puede haber dos electrones con los cuatro nmeros cunticos iguales. De este principio se deduce:

    - En un orbital slo caben dos electrones y deben tener spines opuestos o antiparalelos, ya que tienen iguales lonmeros n , l y m, pero se diferencian en el spn, que solo puede valer + 1/2 o -1/2 .

    - En un nivel energtico caben 2n2 electrones.

    Los orbitales se representan abreviadamente con un crculo o un cuadrado y los electrones con flechas en las que

    sentido indica el spn:Ejemplos:

    3s 3p 3d

    3.Principio de mxima multiplicidad de Hund:

    Si en un subnivel hay disponibles varios orbitales (tienen la misma energa, ej: los tres orbitales p, los cinco etc.), los electrones tienden a ocupar el mayor nmero de ellos y, adems, se colocan con spines iguales, paralelos, edecir, los electrones estn desapareados.

    Ejemplo: el tomo de N tiene 7 electrones y se distribuyen as:

    1s 2s 2pCmo se escribe la configuracin electrnica?En una configuracin electrnica, un electrn puede ser representado simblicamente por:

    n = nmero cuntico principal, nivel = nombre del orbitalx= nmero de electrones en el orbital

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    EJEMPLO : 2s1 n = 2 = 0 x = 1

    Por ejemplo, la configuracin electrnica del Azufre sera:S (Z=16): 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p4

    la del ion sodio Na+ (al tener carga +1, tendr un electrn menos):Na+ (Z=11): 1s2, 2s2, 2p6

    la del hierro:

    Fe (Z=26): 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d6

    y la del bromo:

    Br (Z=35): 1s2, 2s2, 2p6, 3s2, 3p6, 4s2, 3d10, 4p5

    Realizar configuracin electrnica del tomo de cobre: Z=29

    m= 0 0 -1 0 1 0 -1 0 1 0 -2 -1 0 1 2

    Vamos a asignar ahora sus nmeros cunticos a los electrones coloreadosElectrn verde: est en el nivel 1 (n = 1), es un orbital s (l = 0), con una nica orientacin magntica (m = 0) y spin hacabajo (s = -1/2).Electrn rojo: est en el nivel 2 (n = 2), es un orbital p (l = 1), con la segunda orientacin magntica posible (m = 0) y sphacia arriba (s = +1/2).Electrn morado claro: est en el nivel 3(n = 3), es un orbital p (l = 1), con la segunda orientacin magntica posible (m = y spin hacia arriba (s = +1/2).

    Electrn morado oscuro: exactamente igual al anterior en todo, salvo en el spin (s = -1/2). Volvemos a recordar que en utomo nunca puede haber dos electrones con los cuatro nmeros cunticos iguales.Electrn azul: est en el nivel 3 (n = 3), es un orbital d (l = 2), con la quinta orientacin magntica posible (m = 2) y spin hacarriba (s = +1/2).