ESTRUCTURA ATOMICAS

7/23/2019 ESTRUCTURA ATOMICAS

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Universidad Nacional de IngenieraFacultad de Ingeniera Qumica y Textil

ESTRUCTURA ATMICA

1. OBJETIVO GENERAL.

Determinar algunas propiedades del electrn y de la luz. Observar y comprender elorigen de los espectros de emisin de H, He y Hg. Identificar algunas especies atmicas

por la luz que emite. Entender y ver la importancia de los modelos. Conocer algunas

aplicaciones del comportamiento del electrn y la luz.

2. PARTE EXPERIMENTAL.Experiencia N 1 !e"er#inaci$n %e &a #a'ni"(% %e &a car'a %e& e&ec"r$n

a. O)*e"i+,- e-pec/ic,- Determinar la magnitud de carga del electrn mediante la electrolisis del cobre y

luego comparar estos resultados con la carga aceptada en e!periencias pasadas de

1,6x10-19 C.). O)-er+aci,ne-0

"os dos electrodos son de cobre #Cu$, pero el %nodo se ve mas gastado que el

cobre, adema el %nodo no brilla tanto como el c%todo. "a solucin electrol&tica de Cu #'O($ a ),( * es de color azul. El volta+e que recibe la celda electrol&tica es de., proviene de la corriente de

. voltios pasa por un transformador que nos da este volta+e. "os electrodos fueron separados apro!imadamente -cm, ya que el vaso

precipitado era muy pequeo.c. Ec(aci,ne- (#ica-.

Ecuacin de la celda/ C( C(32 C(32 C(ANODO:

Cu=Cu+2+2e

CATODO:=Cu

Cu+2+2e

En el C%todo sucede la 0educcin, el cobre se deposita en el c%todo.

%. 4i'(ra-5 %ia'ra#a- 6, 'r7/ic,-.

Procesos Fundamentales Pgina 1


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e. C7&c(&,- 6 re-(&"a%,-.

"a solucin electrol&tica es sometida a un volta+e de 1,1 v

A& inici, A& /ina&2nodo C%todo 2nodo C%todo

Ma-a 8en '9In". c,rrien"e:,ra

3ara 4allar la carga del electrn procedemos de la siguiente manera/

La &e6 %e 4ara%a60

Donde/ mes la masa de la sustancia producida en el electrodo#en gramos$ 5

Qes la carga el6ctrica total que pas por la solucin #enculombios$ 5 I!75

qes la carga del electrn.

nes el n8mero de valencia de la sustancia como ion en la solucin #electrones porion$ en nuestro caso n ; 2

Mes la masa molar de la sustancia #en gramos por mol$ 5 ?< '

NAes el98mero de :vogadro5


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qeaceptada

x 100

aceptadaqe calculada

qe

%error=

x 100

%error=

%error=

/. C,nc&(-i,ne-. Hemos demostrado que la carga del electrn se puede demostrar de manera

e!perimental y el dato obtenido se apro!ima muc4o a la carga terica delelectrn. 'e pudo determinar la masa depositada en el c%todo 'e obtuvo un error debido al ambiente y a las impurezas de los electrodos.

'. Rec,#en%aci,ne-. "os electrodos deben de estar en buenas condiciones #pulidos$. Evitar la contaminacin de la solucin en el proceso de electrolisis.

Experiencia N 2 C,rrien"e 6 #a'ne"i-#,. Generaci$n %e& e&ec"r,i#ana. O)*e"i+,- e-pec/ic,-0

Comprobar que a toda corriente el6ctrica se le asocia un campo magn6tico.

:preciar las caracter&sticas y comportamiento magn6tico de un electroim%n. Conocer las propiedades de un campo magn6tico inducido.

). O)-er+aci,ne-0

El campo magn6tico generado por el im%n es imperceptible a simple vista pero

usando limaduras de 4ierro f%cilmente se podr% percibir ;n im%n es un material capaz de producir un campo magn6tico e!terior y atraer el

4ierro #tambi6n puede atraer al cobalto y al n&quel$. ;n electroim%n es un tipo de im%n en el que el campo magn6tico se produce

mediante el flu+o de una corriente el6ctrica, desapareciendo en cuanto cesa dic4acorriente.

c. 4i'(ra-5 %ia'ra#a- 6, 'r7/ic,-.

Electroim%n atrayendo a un clip



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Ca#p, Ma'n"ic, %e&I#7n na"(ra&

Ca#p, Ma'n"ic, %e&E&ec"r,i#7n

Es mas intenso, este im%n no es de

material 4omog6neo sus componentesproducen diferentes campos magn6ticos.

Hay solo un campo magn6tico, que

puede ser manipulado mediante lacorriente el6ctrica.

1. Enrollamos un clavo(ncleo) con un hilo

de cobre

2.Conectar la ila alos dos extremosdel cable

!. "l colocar un cliobservamos la caacidadma#n$tica delelectroim%n



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&. Colocar un im%n naturaldeba'o del ael

%. C7&c(&,- 6 re-(&"a%,-"a diferencia que e!iste entre ellos es el electroim%n traba+a con electricidad ycuando de+a de aplicarse pierde el magnetismo, en cambio el im%n no.

e. C,nc&(-i,ne-.

;n electroim%n se comporta como un im%n natural cuya accin dura mientrascircula corriente por este.

E!isten varias maneras de determinar la polaridad de un electroim%n/

:$ Con una br8+ula.


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En esta e!periencia empleamos la "ey de "ambert ?


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*ediante la ley de La#)er" Beer, se podr&a 4allar la concentracin de cualquier

sustancia desconocida.'. Rec,#en%aci,ne-

F :l momento de enrollar con papel los tubos, recomendamos que se 4aga entre dospersonas para evitar que las muestras se caigan y se rompan.

Coger con firmeza los tubos de ensayo encima de la fluorescente, esto ayuda acontrastar me+or los colores de ambas soluciones, al momento de ir e!trayendo partede la solucin de concentracin conocida.

Experi#en", ?0 Cr,#a",'ra/a.a. O)*e"i+,- e-pec/ic,-0

:dquirir dominio en t6cnicas de separacin de mezclas por cromatograf&a Conocer los fundamentos involucrados en los procesos de separacin por

cromatograf&a.

). O)-er+aci,ne-0 : medida que el alco4ol va ascendiendo a lo largo de la tiza, los puntos de

colores que de+amos, se convierten en manc4as que van ascendiendo. En este

ascenso notamos que el color ro+o, azul, morado, perd&an intensidad a medida

transcurr&a el tiempo 4asta convertirse en rosado, celeste, lila respectivamente

cuando llegaron al e!tremo superior de la tiza. El color negro perdi sus caracter&sticas, en el e!tremo inferior apareci un ro+o

intenso, en el medio un morado oscuro, en el e!tremo superior, un azul vivo. El

color azul #componente$ ascend&a muc4o mas r%pido que el color ro+o intenso

provocando que poco a poco desaparezca el color morado. :l ascender estos

componentes fueron tambi6n perdiendo intensidad, tambi6n el morado

desapareci al aumentar las distancias entre el azul vivo y el ro+o, ya que el color

azul ascend&a m%s r%pido que el ro+o. :l final se observo que el color negro se

descompuso en celeste y rosado.c. 4i'(ra-5 %ia'ra#a- 6, 'r7/ic,-.

Procesos Fundamentales Pgina "


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%. C7&c(&,- 6 re-(&"a%,-

Plumn negromarca FaberCastell

En el etanol En el aguadestilada

Color original negro MarrnColores luego

de lacromatografa

verdeRojo fucsiaTurquesa

negro

TurquesaAzul

Marrnaranja

!erdeamarillo

e. C,nc&(-i,ne-.

-En un laso de 10 minutos, al sumer#ir la tia en el etanolnotamos ue la searaci*n de colores se +orma m%sr%ido, en cambio cuando sumer#imos la tira de ael deltro en el a#ua destilada se demora m%s tiemo ensearar los colores ero lo#ramos notar ue los

comonentes de la tinta se distribuen m%s a lo lar#o de latira de ael de ltro. a searaci*n de los comonentes usando la

cromato#ra+/a deende de la soluci*n emleada.

/. Rec,#en%aci,ne-

ener los materiales debidamente limios evitando as/las imureas ue se udieran resentar

Experiencia N >. L( (e e#i"e (na -a& -$&i%a , (na -,&(ci$n ac(,-a.

Procesos Fundamentales Pgina #


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a. O)*e"i+, e-peci/ic,.

7ratar de comprender la coloracin que presentan las soluciones acuosas, as& como

identificar las sustancias que intervienen en dic4as soluciones.

). O)-er+aci,ne-.: simple vista las soluciones presentaban una coloracin similar, siendo desconocida

la coloracin de la solucin a descubrir. Con unas gotas de las diferentes soluciones,

se procedi a pasar sobre el mec4ero cada una. Es as& como se observo los

diferentes colores que emit&an.:l principio, no se observaba los colores, debido a la rapidez de combustin. 'e

requiri muc4os intentos para determinar los colores, as& mismo se presenta muc4as

variaciones en los intentos que se tomaban.

c. 4i'(ra-5 %ia'ra#a- 6, 'r7/ic,-.

Procesos Fundamentales Pgina $


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%. C7&c(&,- 6 re-(&"a%,-.

Re-(&"a%,- "e$ric,- Re-(&"a%,- experi#en"a&e-LiC& R,*, in"en-, R,*, car#nHC& Vi,&e"a p7&i%, Li&aCaC&2 R,*, anaran*a%, R,*, &a%ri&&,SrC&2 R,*,F r,-a%, R,*, e-car&a"aBaC&2 Ver%e &i#$n Ver%e &i#$nNaC& A#ari&&, in"en-, a#ari&&,

e. C,nc&(-i,ne-."l exoner al +ue#o las muestras dadas, se observa un color caracter/sticoen la llama determinada or cada uno de los comuestos, deendiendo delcati*n ue lo con+orme. or lo ue al exoner al +ue#o las muestras

roblema, el color ue se observen la llama nos va a indicar el cati*n uelo con+orma.

/. Rec,#en%aci,ne-. 'e recomienda observar detenidamente para percatarse de los colores que emite la

sustancia en la llama ya que la combustin se produce con gran rapidez. 'e requiere de varios intentos para obtener el color de la combustin. De preferencia

que sean varios los observadores ya que varias opiniones, resultara me+or respuesta.

Experiencia N


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'e percibir% la e!periencia en un cuarto oscuro para evitar la interferencia de la luz

del d&a

c. 4i'(ra-5 %ia'ra#a- 6, 'r7/ic,-

:I!ROGENO0

). 'e somete el gas aun volta+e alto, locual produce una luzcaracter&stica paracada gas

1. Con ayuda delcolimador seprocede a ver las l&neas que forman parte del espectro del gas estudiado

:ELIO). 'e somete el gas a un

volta+e alto, lo cualproduce una luzcaracter&stica para cadagas



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1. Con ayuda del colimador se procede a ver las l&neas que forman parte del espectrodel gas estudiado

%. C,nc&(-i,ne-. En muc4os casos el espectrofotmetro es utilizado para determinar la concentracin

de ciertas sustancias, entre otras aplicaciones. Es posible conocer a una sustancia

por los espectros que origina ya que los espectros son como su :D9F Con respecto a los elementos Hidrogeno, 4elio los cuales fueron sometidos a altos

volta+es, pudimos observar que provocaba una emisin de resplandor que es laparte visible al o+o 4umano. "uego con ayuda del espectroscopio observamos lasdistintas l&neas que estos emit&an.

e. Rec,#en%aci,ne-. 9o estar muy e!puestos a las radiaciones, debido a que no solo se emiten las

radiaciones visibles, sino las ultravioleta, las cuales causan ciertos malestares.

Experi#en", N 0 La ca*a ne'ra 8N 9a. O)*e"i+,- e-pec/ic,-

3roponer un modelo de los ob+etos que se encuentra dentro de la ca+a negra. 3ermitir a los estudiantes practicar el m6todo deductivo aprendiendo a formular

4iptesis.). O)-er+aci,ne-0

:gitando la ca+a, 4aciendo que los ob+etos de adentro se deslicen, mediante el

sonido que captamos, podemos decir que son dos ob+etos #uno de ellos es una

esfera, el otro parece ser un paralelep&pedo$. :mbos slidos, al voltear la ca+a

caen r%pidamente, son pesados, densos pueden estar 4ec4os de madera o de

metal.

c. 4i'(ra , %ia'ra#a-0



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Imagen de los

posibles ob+etos que se

encuentran dentro de la ca+a

negra

%. C,nc&(-i,ne-F Concluimos que son dos ob+etos slidos, la esfera es de metal, el paralelep&pedo es

de madera. :mbos slidos son pequeos su altura debe ser menor a G cm.F Entendimos que e!isten ob+etos que no podemos captar con el sentido pero esto no

quiere decir que no e!istan.

e. Rec,#en%aci,ne-

e deben de realiar los movimientos con mucho cuidado atenci*n ara determinar la

cantidad de ob'etos sus caracter/sticas

>. C(e-"i,nari,.

1. Una radiacin monocromtica que tiene una longitud de onda en el vaco de 600

nm una !otencia de 0"#$ %" !enetra en una c&lula 'otoel&ctrica de ctodo de

ce(io cuo tra)a*o de e+traccin e( de ,"0 e-. Determine:

a$ El n8mero de fotones por segundo que via+an con la radiacin.

E 3 0.4&5 3 6.6! x 10-!&5.s x ! x 10 m7s x n

6 x 10-8m n 3 1.6! x 101+otones



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b$ "a longitud de onda umbral del efecto fotoel6ctrico para el cesio.

umbral3 6.6! x 10-!& 5.s x ! x 10 m7s ( 2 x 1.6 x 10-19)5

umbral3 6.22 x 10-8m

c$ "a energ&a cin6tica de los electrones emitidos.

h+ 3 : ; E< E


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roceso mediante el cual se absorbe un +ot*n. El sistema at*mico se excita a un estadode ener#/a m%s alto, asando un electr*n al estado metaestable. Este +en*meno comitecon el de la emisi*n estimulada de radiaci*n.

AB E D"B FED

-. El l,ser de Rub

Decordemos ue +ue el rimer l%ser ue +ue construido or heodore Gaiman en 1960,uien us* como medio activo un cristal de rub/ sint$tico. El rub/ es una iedra reciosa+ormada or cristales de *xido de aluminio "l2B!, ue contiene una eueHaconcentraci*n de alrededor de 0.04I de imureas de *xido de cromo Cr2B! (el *xido dealuminio uro, "l2B!, se llama aro). a resencia del *xido de cromo hace ue eltransarente cristal uro de *xido de aluminio se torne rosado lle#ue a ser hasta ro'iosi la concentraci*n de *xido de cromo aumenta. a +orma #eom$trica t/ica ue adota el

rub/ usado en un l%ser es la de unas barras cil/ndricas de 1 a 14 mm de radio al#unoscent/metros de lar#o.

/. (,ser de 0elio1en

El l%ser de helio-ne*n +ue el rimer l%ser de #as ue se constru*. os centros activos deeste l%ser son los %tomos de ne*n, ero la excitaci*n de $stos se realia a trav$s de los%tomos de helio. Jna mecla t/ica de >e-?e, contiene siete artes de helio or una artede ne*n.

2. El l,ser de Argn ionizadoEl l%ser de ar#*n ioniado es utiliado debido a susintensas l/neas de emisi*n en la re#i*n aul-verde del esectro electroma#n$tico a laalta otencia ue se uede obtener de $l.

3. (,seres deC$/

El l%ser de di*xido de carbono CB2 es el e'emlo m%s imortante de los l%seresmoleculares. El medio activo en este l%ser es una mecla de di*xido de carbono (CB 2),nitr*#eno (?2) helio (>e), aunue las transiciones l%ser se llevan a cabo en los nivelesener#$ticos del CB2.

4. (,ser de gas din,mico de C$/

a di+erencia +undamental entre un l%ser de #as din%mico un l%ser convencional de CB 2radica en el m$todo de bombeo emleado. En el l%ser de #as din%mico la radiaci*n l%seres roducida al en+riar r%idamente una mecla de #as recalentado ue Kue a lo lar#ode una tobera hasta la cavidad del resonador.

5. (,ser de soluciones lquidas org,nicas

El medio activo en este tio de l%seres est% comuesto or l/uidos en los ue se handisuelto comuestos or#%nicos. Jna de sus m%s imortantes caracter/sticas radica en ueueden emitir radiaci*n l%ser en anchas bandas de lon#itud de onda, es decir ue son@sintoniables@.

6. (,seres de semiconductores



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os l%seres de semiconductores son los l%seres m%s ecientes, baratos eueHos uees osible obtener en la actualidad. esde su invenci*n en 1962 se han mantenido comol/deres en muchas alicaciones cient/co-tecnol*#icas su continua roducci*n masivanos da un inicio de ue esta situaci*n se rolon#ar% or mucho tiemo.

7. (,ser de electrones libres

Jn l%ser basado en la emisi*n de radiaci*n estimulada or electrones libres no tiene las

limitaciones roias de los l%seres anteriormente vistos, ues los electrones libres no

est%n su'etos a la existencia de transiciones ener#$ticas articulares or lo tanto

ueden #enerar radiaci*n electroma#n$tica en cualuier lon#itud de onda del esectro

/. acer un e(quema del e(!ectro electromagn&tico total e indique la 'uente de energa

de la( di'erente( radiacione( electromagn&tica(.

2evi(ar el li)ro de 3umica de 2al!4 A. 5urn(

Procesos Fundamentales Pgina 1!


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Procesos Fundamentales Pgina 1"


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$. acer un re(umen de la lectura N7 / mediante un ma!a conce!tual.


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C,&,raci$n %e &a- -(-"ancia-. !i-p,ni)&e en in"erne". arturobola.tripod.comc,&,r.4tm

4(nci,na#ien", %e& /&(,re-cen"e #,%ern,. !i-p,ni)&e en in"erne".

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E-pec"r, e&ec"r,#a'n"ic,. !i-p,ni)&e en in"erne". .unicrom.com7elJe-pec"r,e&ec"r,#a'ne"ic,.asp .e-pec"r,metria.come-pec"r,Jelectromagntico .slides4are.net...e-pec"r,e&ec"r,#a'n"ic,.

&i)r,- 0aymond C4ang #1A)A$ Espectro de emisin. )Aa ed. *e!ico/*cMra.

HillInteramericana editores. 1K11KL. 0aymond C4ang #1A)A$ Electrlisis. )Aa ed. *e!ico/*cMra.

HillInteramericana editores.KGGKBA. 3aul M. Heitt #1AA($ *agnetismo. Laed.*e!ico/ 3earson Education (-L(G-. 0alp4 :.

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