Teorías atómicas_doc

8/6/2019 Teorías atómicas_doc

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TEMA2TEORIAS ATOMICAS .

. lntroduccion hlstorlca:

Para el descubrimiento de las partfculas elementales se utilizaron tubos de descargas a los

cuales se les ponian un catodo y un anode y se les aplicaba corriente. Cuando se aplicaba una

diferencia de potencial se observaban unos rayos que iban en linea recta que iban desde el

catodo hasta el anode. Estos rayos se denominaban rayos catodicos y despues de varios

experimentos se llego a la conclusion de que esos rayos eran desviados por corrientes

electricas y rnagneticas, el sentido de las desviaciones indica ban que eran partfculas cargadas

negativamente, tam bien se llego a la conclusion de que dichos rayos eran independientes del

metal y del gas del tubo, por 1 0 que se penso que esas particulas estaban presentes en toda la

materia, a esas particulas se les denomino electrones. La experiencia que dernostro esto fue la

de Milikon, que obtuvo la relacion masa-carga del electron. Despues se dernostro que habia

unos rayos que se movian en sentido contra rio a los rayos, a los cuales se les lIamo canales; al

igual que a los otros canales tam bien eran desviados pero en sentido contra rio y se llego a la

conclusion de que los canales eran positivos, pero la masa y la magnitud si dependian del gas

totalmente. Actualmente se sabe que los rayos positivos se producen al chocar los rayos

catodicos con los atomos quedando los rayos cargados positivamente.

Datos del atorno:

Datos de interes, fuera de temario:

PARTICULA MASA(g)

ELECTRON(e-)

PROTON(p+)

. Modelos atomicos:

Modelo atornico de Thomson, "puding de pasas":

Este modelo deda que el atomo era como una esfera de densidad de carga positiva,

dentro de la cual estaban incrustadas los electrones, de forma que el conjunto era

electricarnente neutro:



Modelo atornico de Rutherford.

Este modelo dice que toda la carga positiva estaba concentrada en una parte del

atomo.

Modelo atornico de Bohr (1913) Para el hidr6geno.

Laenuncio en tres postulados:

1. En un atomo el electron solo puede tener ciertos estados de movimiento y en

cada uno de ellos, tiene una energia fija y determinada.

2. En cualquiera de estos estados, el electron, se mueve describiendo orbitas

circulares alrededor del nucleo. Solo son posibles, aquellas orbitas en las que

el momenta angular del electron es un multiple entero de h/2 rt:

movor=noh/2n

L=momento angular

m=masa del electron

v=velocidad del electron

r=radio de la orbita

h=constante de Planck

3. Un electron puede pasar de una orbita a otra absorbiendo energia cuando

pasa a una orbita mas externa 0 cediendola si pasa a una orbita mas interna,

esa diferencia de energia entre las orbitas tiene que ser igual a la energia de

un foton.

Modelo rnecano-cuantico del atomo.

Si hemos visto que la luz era un , las particulas podrian presentar propiedades

ondulatorias.

1. Hipotesis de Broglie: Dedujo que la longitud de onda era igual a la constante de

Planck entre la masa y la velocidad:



I \=h/m ov

2. Principio de incertidumbre de Heidelberg: Deda que es imposible determinar

exactamente el momenta y la posicion de un electron 0 de otra particula

sirnultanearnente.

3. Ecuacion de onda de Schrtidinger:

COMPLETAR.

Cuando se resuelve se obtienen unas expresiones de la funcion de onda que

satisfacen la ecuacion. Cada una de estas soluciones esta asociada a 3

nurneros enteros Ilamados nurneros cuanticos: n, I, m, cuyos valores

permitidos estan relacionados entre sf. La funcion de onda correspondiente a

cualquier conjunto de nurneros cuanticos recibe el nombre de orbital ya cada

orbital Ie corresponde un valor distinto de energia. ljJ2 es la probabilidad de

encontrar el electron situado a la distancia Rdel nucleo .

. Los mimeros cuantlcos,

Los nurneros cuanticos son:

n: Determina la energia del electron y su distancia al nucleo , por 10que nos indica el

tarnafio del orbital (n=l,2,3 ...).

I: Determina el subnivel y nos indica la forma del orbital (1=0,1,2,3...).

m: Nos describe la orientacion de los orbitales en el espacio (-1,....0,....+1).

5: Hace referencia al hecho, de cuando se somete al electron al magnetismo (5=(+1/2)

0(-1/2)).

Un orbital atornico puede contener como maximo 2 electrones y estos deben de tener

spines opuestos.

Origenes de la teoria cuantica.

1.Hipotesis de Planck ~ Teoria cuantica de Planck.

Dijo que la energia se podia decir que estaba compuesta de particulas, a las cuales se

les hada corresponder una cantidad de energia. En energia estaba relacionada con la

frecuencia de la luz:

E=hou

u=frecuencia de IUZ(S-l)

E=Energia (J)

h=cte. De Planck= 6,63·1O-34(J·s)



A esas partfculas se les llama Fotones.

2. Efecto fotoelectrico.

Ernision de electrones experimentada por algunos metales cuando sobre su superficie

incide la luz.

h-u=h-vs+Ec

H·Vo=Energfa mfnima para arrancar electron.

Vo=Frecuencia umbral.

La cantidad de electrones emitidos aumenta al aumentar la intensidad de la luz sin

variar la frecuencia pero no la energfa con la que son emitidas.

3. Estudio de la radiacion electrornagnetica.

Esuna perturbacion creada por la accion de un campo electrico y rnagnetico

perpendicular entre sf, esta radiacion se propaga en el vado con una velocidad

(velocidad de la luz), esta velocidad se relaciona tanto con la longitud de onda como

con su frecuencia:

c=u ·A

c=velocidad de la luz=3,OO·108

m/s

A=longitud de onda

u=frecuencia de I U Z ( S - l )

RADI ACI ONES:

· ..· ..· ..· ..· ..

: ! , . , . , . , . , ; :

.. alii:· " 1 - - -. Conflguraclon electronlca.

~EM~~~m ~ C C t

0......-==== [ongltud deMd.



Esla distribucion de los electrones en sus distintos orbitales. Nos referimos a atomos gaseosos

aislados en su estado fundamental. Ocupa los niveles de energia mas bajos .

. Propiedades peri6dicas.

Van a depender de la capa mas externa y de la alejada que este esta del nucleo.

EIradio atornico es la distancia entre dos atomos iguales enlazados entre sf.

A medida que avanzamos en un periodo la carga nuclear efectiva experimentada por un

electron externo es menor que la carga neutra real Z, esto es debido a que la atraccion del

electron mas externo esta parcialmente compensada poa la repulsion interelectronica, es

decir, los electrones de los niveles de energia ocupados apantalian a los del nivel mas externo

de la carga nuclear total.

EIradio del cation es menor porque se contrae.

EIradio del anion es mayor.

En series isoelectronicas de iones, los rayos ionicos disminuyen al aumentar el nurnero

atornico porque aumenta la carga nuclear.

Energia de ionizacion.

Esla cantidad de energia necesaria para arrancar un electron de un atomo gaseoso

aislado y formar un ion positivo.

Afinidad electronica: Es la energia puesta en juego en el proceso en el que un atorno

gaseoso asilado acepta un electron forrnandose un anion X-.

Electronegatividad: Tendencia de un elemento a atraer a los electrones que comparte

cuanto esta quimicamente combinado con otro.



VOCABULARIO:

ISOTOPO: Atomos de un mismo elemento que ternan el mismo nurnero de protones

pero distinto nurnero de neutrones.

EsPECTROMETRODEMAsAs: Miden la relacion masa-carga de partfculas cargadas

electricarnente. Su aplicacion mas impactante es determinar la abundancia de los

isotopes de un elemento y por tanto calcular su masa atornica. AI vaporizar la muestra

del elemento a muy baja presion, se introduce en este y se bombardea con electrones

de forma que los atomos gaseosos pierden electrones y se quedan cargados

positivamente, los iones se someten a un campo electrico que 10acelera y luego a la

accion de un campo rnagnetico que hacen que se desvfen segun la relacion masa-

carga. La extension depende de:

1. La fuerza del campo electrico, cuanto mayor es este mas rapido se mueve el

haz y rnenos se desvfa.

2. La fuerza del campo rnagnetico. A mayor intensidad del campo rnagnetico

mayor desviacion.

3. La masa de las partfculas. A mayor masa, mayor inercia y menor desviacion.

4. La carga de las partfculas. A mayor carga, mayor interaccion con el campo

electrico y asl pues mayor desviacion.

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