Estructura atómica

Estructura atómica

Rafael Baena Súmar

Vamos

Elementos interactivos

Siguiente

• Avanzar a la sig. diapositiva

• Volver al Índice

• Más información del tema

• Volver a la anterior diapositiva

Hay elementos interactivos a lo largo de la presentación que serviran para desplazarse entre las diapositivas, con hacer click encima irás a la diaposita correspondiente, los elementos tienen la forma marcada en lasa imagines. Lás imágenes en el índice también sirven para ir al respectivo tema.

Siguiente

ESTRUCTURA ATÓMICA

Primeros Modelos Atómicos

Modelo Atómico de Bohr

Naturaleza de la Luz

Mecánica Cuántica

Primeros Módelos Atómicos

Dalton

Thomson

Rutherford

La palabra átomo

La palabra átomo viene tiene origen griego, significando, indivisible, a = no ; tomo =divisible, los primeros en describir un átomo fueron Leucipo y Demócrito, empleando la idea de que la unidad más pequeña se denmoninaría asi, estando compuesto por materia, que signficaba el ser, y donde no había materia había vacio, el no ser.

Modelo Atómico de Dalton

-> Este modelo surgió en el año 1808 -> Fue propuesto por John Dalton

Los postulados de Dalton son:

• Toda la materia está formada por átomos, que son partículas indivisibles e indestructibles.

• Los átomos de diferentes elementos tienen características diferentes.

• Los átomos de un mismo elemento son completamente idénticos.

• Los compuestos químicos se forman por la combinación de distintos elementos químicos. Estas combinaciones se dan con las relaciones de números enteros más sencillas.

• Los átomos de distintos elementos diferentes tienen masas diferentes.

Siguiente

Modelo Atómico de Thomson

-> Fue propuesto en 1904 -> Fue propuesto por J.J. ThomsonExperimentos que dieron lugar al modelo

• Este experimento dió lugar al descubrimiento del electrón por lo que se tuvo que hacer un nuevo modelo atómico

Propiedades del modelo de Thomoson

• Una esfera maciza con carga positiva
• Electrones incrustados en la esfera para contrarrestar la carga
• El átomo era divisible, ya que contiene partículas

Se le compara con un pudding de pasas

Siguiente

Modelo Atómico de Rutherford

Propiedades del modelo

• Tenía un núcleo cargado positivamente, localizado en el centro del núcleo.
• Los electrones orbitaban a gran distancia del nucleo.
• En el núcleo se localiza practicamente toda la masa.
• La carga del núcleo se compensa con la de los electrones.

-> Fue propuesto en 1911 -> Fue propuesto por Ernest Rutherford

Experimento que dió lugar al modelo

• Esto dió lugar al pensamiento de que la carga positiva estaba muy concentrada en el centro, que se le denominó nucleo
• Y los electrones orbitando a una gran distancia de él

También es llamado "Modelo planetario" ya que se creía que los electrones orbitaban tal como lo hacen los planetas alrededor del sol

Naturaleza de la Luz

Espectros atómicos

Newton y Huygens

Hipótesis de Planck

Efecto fotoeléctrico

Newton y Huygens

Naturalezas de la luz Newton definía la luz como un haz de partículas, es decir, decía que tenía naturaleza corpuscular, mientras tanto, Huygens defenía la luz con naturaleza ondulatoria, por su analogía con el sonido. Huygens La naturaleza ondulatoria le permitía a Huygens explicar la doble refracción de la luz y los anillos de newton, inapreciables con la teoría corpuscular. Teorías sobre los siglos XIX y XX Prevalece la corpuscular, en parte por la gran reputación de Newton, más tarde prevalecerá la ondulatoria por los experimentos de Fresnel y Young, pero a partir del siglo XX la corpuscular volvió a ganar fuerza por el efecto fotoeléctrico.

Siguiente

Espectros atómicos

¿Qué son?Durante el siglo XIX se habían observado los espectros de absorción y emisión de diversas sustancias. Estos consisten en una serie de líneas que corresponden a unas frecuencias determinadas para las cuales la radiación electromagnética es absorbida o emitida. Este conjunto de frecuencias es característico de cada sustancia. Es como un código de barras que permite identificar la presencia de una sustancia tanto en un material en el laboratorio como en una estrella lejana. Puesto que los distintos elementos se diferencian en última instancia en los átomos que los componen, los espectros deben ser característicos de dichos átomos y por tanto emitidos por éstos.

Los espectros atómicos pueden ser de dos tiposEspectros de emisión: se producen cuando los átomos emiten radiación electromagnética. Espectros de absorción: se producen cuando los átomos absorben radiación electromagnética.

Actividades

Siguiente

Hipótesis de Planck

La hipótesis de Planck establece que la luz está formada por corpúsculos de energía llamados fotones. Cuya energía es directamente proporcional a la frecuencia de la radiación, según una constante de proporcionalidad, h, que es la llamada constante de Planck y es una constante fundamental de la naturaleza.

Siguiente

Efecto fotoeléctrico

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un material al incidir sobre él una radiación electromagnética (luz visible o ultravioleta, generalmente). El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz, en 1887, al observar que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad. La explicación teórica fue hecha por Albert Einstein, quien publicó en 1905 el revolucionario artículo Heurística de la generación y conversión de la luz, basando su formulación de la fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobre los cuantos de Max Planck.

Módelo Atómico de Bohr

Errores del átomo de Bohr

Aciertosdel átomo de Bohr

Postulados de Bohr

Postulados de Bohr

El modelo de Bohr postula que:

1. Los electrones oprbuitan el núcleo a niveles fijos de energía, se trata de órbutas estacionarias, en las que ni se absorbe ni emite energía (niveles cuantizados).
2. Mientras más lejos se encuentren del núcleo más energía tienen.
3. En cada nivel energético solo puede existir un número determinado de electrones.
4. Cuando los electrones vuelven a un nivel de energía más bajo, emiten energía en forma de luz.

Siguiente

Errores de su modelo atómico

Los errores de su modelo atómico fueron:

1. Solo explicaba el comportamiento para el átomo de hidrógeno o átomos con un único electrón
2. Se demostró que era incorrecto afirmar que los electrones orbitaban en órbitas circulares con radios fijos al rededor del núcleo

Hidrógeno Helio

Mecánica Cuántica

Heisenberg

Schrödinger

Modelo Cuántico

Números Cuánticos

De Broglie

Heisenberg

En mecánica cuántica, la relación de indeterminación de Heisenberg o principio de indeterminación establece la imposibilidad de que determinados pares de magnitudes físicas observables y complementarias sean conocidas con precisión arbitraria. Sucintamente, afirma que no se puede determinar el valor simultáneamente ciertos pares de variables físicas con precisión arbitrariamente grande, como por ejemplo la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto dado. ​ En otras palabras, cuanta mayor certeza se busca en determinar la posición de una partícula, menos se conoce su momento lineal y, por tanto, su masa y velocidad. Este principio fue enunciado por el físico teórico alemán Werner Heisenberg en 1927.​

Siguiente

Schrödinger

El carácter ondulatorio del electrón en el átomo queda definido por la llamada función de onda, representada por ψ, que describe el estado del electrón en función de las coordenadas x, y, z y del tiempo. Esta se obtiene, con grandes dificultades de cálculo, como solución de la ecuación de onda propuesta por el físico austriaco Edwin Schrödinger en 1926 y completada en 1929 por Dirac. La ecuación de onda incorpora las condiciones que debe cumplir el electrón para que el átomo sea un sistema estable y permite determinar la función de onda si conocemos la energía potencial y la energía total del sistema; tiene la forma de una ecuación diferencial:

Siguiente

De Broglie

Toda la materia presenta características tanto ondulatorias como corpusculares comportándose de uno u otro modo dependiendo del experimento específico. Para postular esta propiedad dual de la materia, De Broglie se basó en la explicación del efecto fotoeléctrico, que poco antes había dado Albert Einstein sugiriendo la naturaleza cuántica de la luz. Para Einstein, la energía transportada por las ondas luminosas estaba cuantizada, distribuida en pequeños paquetes energía o cuantos de luz, que más tarde serían denominados fotones, y cuya energía dependía de la frecuencia de la luz a través de la relación: E=ℎf

De Broglie se preguntó por qué no podría ser de manera inversa, es decir, que una partícula material (un corpúsculo) pudiese mostrar el mismo comportamiento que una onda. El físico francés relacionó la longitud de onda, λ (lambda) con el módulo de la cantidad de movimiento, p de la partícula, mediante la fórmula: λ = h/p siendo p =mv

Siguiente

Números cuánticos

Los números cuánticos nos permiten identificar un orbital atómico y al electrón (o electrones) que lo ocupan. Son: · n (Número cuántico principal) · l ( Número cuántico del momento angular) · m ( Número cuántico magnético) · s ( Número cuántico de espín)

Siguiente

Modelo cuántico

El modelo mecánico cuántico del átomo se contrapone a: A) El modelo planetario, planteado por Ernst Rutherford, en 1911, que describía el átomo como un sistema planetario, con un núcleo central alrededor del cual girarían los electrones. B) El modelo atómico de Bohr, planteado por Niels Bohr, en 1913, se ubica a mitad de camino entre la física clásica y la cuántica. Es el primer modelo en proponer que los electrones únicamente pueden ocupar órbitas estables.

Un átomo mecánico cuántico (o mecano-cuántico) es el modelo de átomo que responde a los principios de la mecánica cuántica, y se basa en los postulados de Erwin Schrödinger, según los cuales los electrones pueden ser tratados como ondas de materia. Conforme al principio de incertidumbre de Heisenberg, no es posible conocer tanto la energía como la posición de un electrón dentro del átomo. La ecuación de Schrödinger, Ĥψ=Eψ , da lugar a una serie de funciones de onda (ψ) útiles para el estudio del átomo y sus elementos. El cuadrado de la función de onda (ψ2) representa la probabilidad de encontrar un electrón en una región del átomo. La región de un átomo en la que hay probabilidad de que el electrón se encuentre el 90% del tiempo se conoce como orbital atómico.

Nodo

Nodos