Modelos atómicos
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MODELOS ATÓMICOS
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MODELOS ATÓMICOS
TEORÍA ATÓMICA DE DALTON (1808)
LA MATERIA ESTÁ FORMADAPOR UNAS PARTÍCULAS MUY PEQUEÑAS INDIVISIBLES E
INDESTRUCTIBLES LLAMADAS ÁTOMOS LOS ÁTOMOS DE UN ELEMENTO SON IGUALES
EN MASA Y PROPIEDADES Y DISTINTOS DE LOS ÁTOMOS DE OTROS ELEMENTOS.
LOS ÁTOMOS DE DISTINTOS ELEMENTOS SE UNEN ENTRE ELLOS PARA FORMAR COMPUESTOS.
DESCUBRIMIENTOS QUE CUESTIONAN LA INDIVISIBILIDAD DEL ÁTOMO
LA ELECTRICIDAD Y LA ELECTROQUÍMICA SUGERÍAN UNA RELACIÓN DIRECTA ENTRE MATERIA Y CARGA ELÉCTRICA.
RADIACTIVIDAD NATURAL (1896). SE DESCUBREN TRES PARTÍCULAS: α CARGA POSITIVA β CARGA NEGATIVA γ RADIACIÓN PURA
LOS TUBOS DE DESCARGA
ESTUDIABAN CONDUCTIVIDADDE GASES A BAJA PRESIÓN: SE APRECIA UNA LUMISCENCIA EN LA PARED OPUESTA AL CÁTODO: RAYOS CATÓDICOS
RAYOS CATÓDICOS
GRAN ENERGÍA CINÉTICA: MUEVEN UNAS ASPAS INTERPUESTAS LUEGO SON PARTÍCULAS
CARGA NEGATIVA. SE DIRIGEN HACIA EL POLO POSITIVO (ÁNODO)
SON IDÉNTICOS INDEPENDIENTEMENTE DEL GAS UTILIZADO Q/M= -1,76·1011 C/Kg
EXPERIMENTO DE MILLIKAN DE LA GOTA DE ACEITE
• LA CARGA MEDIDA EN LA GOTA RESULTÓ SER SIEMPRE MÚLTIPLO DE 1,6·10-19C: LA ELECTRICIDAD NO ES CONTINUA. A LA PARTÍCULA SE LLAMÓ ELECTRÓN
• SE PUDO CALCULAR SU MASA: 9,1·10-31Kg
MODELO ATÓMICO DE THOMSON (1898) EL ÁTOMO NO PUEDE CONSIDERARSE COMO INDIVISIBLE, YA QUE LOS ELECTRONES SON PARTÍCULAS QUE FORMAN PARTE DEL MISMO
LOS ELECTRONES ESTÁN INCRUSTADOS EN UNA MASA ESFÉRICA DE DENSIDAD UNIFORME Y CARGA POSITIVA
LA CARGA NEGATIVA TOTAL DE LOS ELECTRONES ES IGUAL A LA POSITIVA,POR LO QUE EL ÁTOMO ES NEUTRO.
RAYOS CANALES
SE UTILIZA UN CÁTODO PERFORADO. APARECE UNA RADIACIÓN DE PARTÍCULAS POSITIVAS QUE PARECEN PROVENIR DE LOS AGUJEROS DEL CÁTODO.
LA RELACIÓN Q/M ES DISTINTA SEGÚN EL GAS EMPLEADO. LA MENOR ERA LA DEL HIDRÓGENO.
A ESA PARTÍCULA SE LE LLAMÓ PROTÓN. M= 1,6·10-27 Kg Q= 1,6·10-19 Kg
EXPERIMENTO DE RUTHERFORD
LA MAYORÍA DE LAS PARTÍCULAS ATRAVIESAN LA LÁMINA SIN DESVIARSE
ALGUNAS PARTÍCULAS (0,1%) SE DESVÍAN DE SU TRAYECTORIA ORIGINAL
ALGUNA (UNA DE CADA 20000) REBOTAN
MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD
EN EL NÚCLEO SE ALOJAN LAS CARGAS POSITIVAS, LOS PROTONES Y LA CASI TOTALIDAD DE LA MASA
LA CORTEZA ESTÁ FORMADA POR LOS ELECTRONES QUE GIRAN ALREDEDOR DEL NÚCLEO COMO SI FUERA UN SISTEMA SOLAR EN MINIATURA
EL NEUTRÓN EN 1932 SE DETECTA UNA NUEVA PARTÍCULA SIN CARGA Y CON LA MISMA MASA DEL PROTÓN: EL NEUTRÓN.
ESTAS PARTÍCULAS FORMAN PARTE DEL NÚCLEO ATÓMICO Y CONTRIBUYEN A LA MASA DEL ÁTOMO
ÁTOMOS QUE SE DIFERENCIAN EXCLUSIVAMENTE EN EL NÚMERO DE NEUTRONES SE LLAMAN ISÓTOPOS
MAGNITUDES ATÓMICAS
LIMITACIONES DEL MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD
¿CÓMO PUEDEN MANTENERSE UNIDAS LAS CARGAS POSITIVAS DEL NÚCLEO A TAN CORTA DISTANCIA SUPERANDO LA FUERZA ELECTROSTÁTICA DE REPULSIÓN?
SEGÚN LAS LEYES DE LA ELECTRODINÁMICA CLÁSICA UNA PARTÍCULA CARGADA CON ACELERACIÓN DEBE EMITIR ENERGÍA, POR LO QUE EL ELECTRÓN TERMINARÍA CAYENDO AL NÚCLEO
LA CRISIS DE LA FÍSICA CLÁSICA
A FINALES DEL SIGLO XIX LA FÍSICA NO PUEDE EXPLICAR:
RADIACIÓN TÉRMICA.
CATÁSTROFE DEL UV
ESPECTROS ATÓMICOS
EFECTO FOTOELÉCTRICO
ESPECTROS
LAS SUSTANCIAS PUEDEN ABSORBER O EMITIR RADIACÓN Y SEGÚN EL CASO TENDREMOS ESPECTROS DE ABSORCIÓN O ESPECTROS DE EMISIÓN.
LOS DISTINTOS ELEMENTOS QUÍMICOS EMITEN O ABSORBEN RADIACIÓN DE UNA FRECUENCIA DETERMINADA. (HUELLA DACTILAR DEL ELEMENTO)
TEORÍA CUÁNTICA DE PLANCK
LOS CUERPOS EMITEN O ABSORBEN LA ENERGÍA EN FORMA DE “PAQUETES” LLAMADOS
CUANTOS DE ENERGÍA
E = h · f
E.- Energía h.- Constante de Planck 6.62·10-34
f.- Frecuencia
EL EFECTO FOTOELÉCTRICOAL INCIDIR UNA RADIACION ELECTROMAGNÉTICA SOBRE UNA
SUPERFICIE METÁLICA, ÉSTA DESPRENDE ELECTRONES:
-HAY UNA FRECUENCIA UMBRAL QUE DEPENDE DEL METAL
- LA Ec DE LOS ELECTRONES AUMENTA CON LA FRECUENCIA
- AL AUMENTAR LA INTENSIDAD DE LA RADIACIÓN NO CAMBIA LA
ENERGÍA DE LOS ELECTRONES PERO AUMENTA SU NÚMERO
EINSTEIN EXPLICA EL EFECTO CONSIDERANDO LA TEORÍA CUÁNTICA: LA RADIACIÓN ESTÁ FORMADA POR CUANTOS DE E QUE LLAMÓ FOTONES.
E=Wo+Ec hf = hfo + Ec
MODELO ATÓMICO DE BOHR
APLICA AL ÁTOMO DE HIDRÓGENO LA CUANTIZACIÓN DE LA ENERGÍA
POSTULADOS:
-LA ENERGÍA DEL ELECTRÓN ESTÁ CUANTIZADA (ÓRBITAS
PERMITIDAS)
- EL ELECTRÓN SE MUEVE EN ÓRBITAS CIRCULARES ESTACIONARIAS
- EN LOS NIVELES PERMITIDO EL MOMENTO ANGULAR DEL ELECTRÓN
ES MÚLTIPLO ENTERO DE h/2π mvr=nh/2π
-SÓLO SE ABSORBE O EMITE ENERGÍA CUANDO EL ELECTRÓN PASA DE UN
NIVEL A OTRO.
LIMITACIONES DEL MODELO DE BOHR
-NO EXPLICA POR QUÉ LA ENERGÍA EN LAS ÓRBITAS ESTÁ
CUANTIZADA. (QUE EL MOMENTO ANGULAR SEA MÚLTIPLO DE h/2π)
- NO EXPLICA ALGUNAS PROPIEDADES PERIÓDICAS DE LOS
ELEMENTOS.
-APARECEN NUEVAS RAYAS ESPECTRALES Y OTRAS QUE SE
DESDOBLAN AL APLICAR CAMPOS MAGNÉTICOS QUE NO EXPLICA.
MODELO MECÁNICO CUÁNTICO DEL ÁTOMO
DUALIDAD ONDA-
PARTÍCULA
(DE BROGLIE)
TODA PARTÍCULA EN
MOVIMIENTOLLEVA UNA
ONDA ASOCIADA
PRINCIPIO DE
INDETERMINACIÓN
(HEISENBERG)
HAY UNA IMPRECISIÓN
INTRÍNSECA PARA
DETERMINAR LA POSICIÓN Y
LA VELOCIDAD DE UNA
PARTÍCULA
MODELO MECÁNICO CUÁNTICO DEL ÁTOMO
LAS ECUACIONES DEL MODELO MECÁNICO CUÁNTICO DESCRIBEN
EL COMPORTAMIENTO DE CADA ELECTRÓN TENIENDO EN CUENTA
SU CARÁCTER ONDULATORIO Y LA INDETERMINACIÓN DE SU
TRAYECTORIA.
ORBITAL: REGIÓN DEL ESPACIO DONDE HAY PROBABILIDAD DE ENCONTRAR EL ELECTRÓN
NÚMEROS CUÁNTICOSAL RESOLVER LAS ECUACIONES DE LA MECÁNICA CUÁNTICA
APARECEN UNOS NÚMEROS QUE MARCAN EL COMPORTAMIENTO
DE LOS ELECTRONES EN EL ÁTOMO: NÚMEROS CUÁNTICOS.
n: nivel de energía (tamaño del orbital)n= 1, 2, 3, …..
ms: spin del electrón (giro del electrón)ms= +1/2, -1/2
ml: número cuántico magnético (orientación del orbital)ml= -l,…,0,…+l
l: momento angular orbital (forma del orbital)l= 0, 1, …. (n-1)
PRINCIPIO DE LLENADO Y CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI: DOS ELECTRONES DEL MISMO ÁTOMO NO PUEDEN TENER LOS CUATRO NÚMEROS CUÁNTICOS IGUALES
LOS ORBITALES SE LLENAN EMPEZANDO POR LOS DE MENOR ENERGÍA
REGLA DE HUND: LOS ELECTRONES TIENDEN A ESTAR LO MÁS DESAPAREADOS POSIBLE
LA DISTRIBUCIÓN DE LOS ELECTRONES EN UN ÁTOMO RECIBE EL NOMBRE DE CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA
DIAGRAMA DE MOELLER
