TEMA 01Estructura de la materia

Chema Martín

Ideas Previas

• Teoría atómica de Dalton:– Los elementos están formados por partículas

indestructibles denominadas átomos.– Todos los átomos de un mismo elemento son

iguales en masa y propiedades.– Los átomos de diferentes elementos difieren en

masa y propiedades.– Los átomos se unen entre si en una proporción fija

para dar moléculas.

Thomson

• Descubrimiento de las partículas elementales:– Rayos catódicos: Electrón: Modelo de Thomson• Relación q/m independiente del gas• Millikan: Experimento gotas aceite

Rutherford

• Rayos canales: Goldstein. Protón (H+)• Experimento láminas oro. Modelo de Rutherford

Y más

– Neutrón– Z, A, N, isótopos, Masa atómica ponderada.

Problemas

¿La solución?

• Un poco de física del siglo XX• Ondas– Radiación electromagnética• Luz

• Hipótesis cuántica de Planck• Su confirmación: Efecto fotoeléctrico. Einstein.

Ondas

• Definición: – Transporte E y p sin transporte de materia

• Elementos y Características:– Foco– Onda armónica.– T, ν (1/T), λ, k(1/ λ) v propagación , v= λ/T= λ ν– Onda electromagnética: Maxwell, espectro

electromagnético, Luz– http://ntic.educacion.es//w3/eos/MaterialesEduc

ativos/mem2004/Ondas/index.htm

Hipótesis de Planck

• Interacción luz-materia: frecuencias absorbidas y colores de los objetos.

• El negro lo absorbe todo, por eso es negro• Max Planck:

– Estudio de la radiación del cuerpo negro.– Para explicarla tuvo que suponer que la energía emitida por los

osciladores de las paredes del cuerpo no puede tener cualquier valor, sino sólo puede ser múltiplo de una cantidad fundamental, a la que denomino cuanto (hν)

E=n hν– La energía, como la carga, está cuantizada. El valor del cuanto es muy pequeño

y por eso no se aprecia en la vida ordinaria.– 1 eV=1,6·10-19 J; h=6,63·10-34 J·s

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Planck

Colores complementarios: Al absorberse uno en la luz blanca, el color predominante será el contrario en el circulo

Efecto fotoeléctrico

• En que consiste: Luz->Metal alcalino->electrones• Estudiado por Hertz->Leyes.• No hay explicación física clásica• Explicación Einstein usando ideas cuánticas.– luz: partículas: fotones E= hν– hν=E. ionización + 1/2mv2

• Dualidad onda-corpúsculo: De Broglie (mas tarde)

http://www.educaplus.org/play-112-Efecto-fotoel%C3%A9ctrico.html

Espectros atómicos

• Descomposición de la luz emitida (emisión) o absorción de ciertas frecuencias del continuo (absorción).

• Característicos de cada elemento: DNI– Descubrimiento del Helio:

http://es.wikipedia.org/wiki/Helio– Corrimiento hacia el rojo de la luz de las estrellas:– http://es.wikipedia.org/wiki/Corrimiento_al_rojo

Modelo de Bohr

• Para explicar los espectros.• Mezcla ideas clásicas con cuánticas.• 3 postulados:– Electrón orbita circular alrededor núcleo con una

energía E fija.– Sólo están permitidas las órbitas cuyo L es n de ħ

• L=rxp=rmv=nh/2π . ¿Por qué?. Porque funcionaba. Luego veremos como lo explica De Broglie

– Al pasar de una órbita a otra absorbe o emite un fotón de energía hν=ΔE

Fórmulas

Å