Modelos atómicos
- 2. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON (1808) LA MATERIA ESTÁ FORMADA POR 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.
- 3. 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
- 4. LOS TUBOS DE DESCARGA ESTUDIABAN CONDUCTIVIDAD DE GASES A BAJA PRESIÓN: SE APRECIA UNA LUMISCENCIA EN LA PARED OPUESTA AL CÁTODO: RAYOS CATÓDICOS
- 5. 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
- 6. 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
- 7. 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.
- 8. 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
- 9. 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
- 10. 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
- 11. 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
- 13. 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
- 14. 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
- 15. 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)
- 16. 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
- 17. EL EFECTO FOTOELÉCTRICO AL 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
- 18. 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.
- 19. 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.
- 20. 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
- 21. 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
- 22. NÚMEROS CUÁNTICOS AL 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)
- 23. 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