Estructura atomica presentación clase 2010
Contenido Naturaleza eléctrica de la materia. Relación carga/masa del electrón. Modelo atómico de Thomson. Modelo atómico de Rutherford. C] Experimento de Millikan Teor[a ondulatoria y cuántica de la luz. C] Efecto fotoeléctrico. Espectro de absorción y emisión del átomo de hidrógeno. Modelo atómico de Bohr. to View nut*ge E-spectro de Rayos Números cuánticos Cl Modelo atómico m Orbitales atómicos. C] Principio de exclusi or7 ern nd. Configuración electrónica. Objetivos Establecer la naturaleza eléctrica de la materia con hechos experimentales (descarga eléctrica en gases, efecto otoeléctrico, etc).
Cl Describir en forma breve, los experimentos que condujeron a determinar la carga y masa del electrón. Cl Describir los modelos atómicos de Thomson analizando sus ventajas y desventajas. y Rutherford, Interpretar los aspectos clásicos y cuánticos de la radiación aue conduieron a la creación de un nuevo modelo atómico. encontrar el electrón. C] Establecer el significado fisico de los números cuánticos y usarlos para caracterizar espacial y energicamente los electrones dentro del átomo. Cl Representar la configuración electrónica de un átomo e iones imples para un elemento conociendo su número atómico.
C] Describir la constitución del nucleo en termino de protones, neutrones y masa atómica. C] Reconocer átomos que son isótopos. Estructura atómica A partir de
Determinó que la naturaleza de los rayos catódicos consiste en partículas cargadas negativamente. Cl En 1 902 propuso su modelo atómico Modelo atómico de Thomson Representa al átomo como una especie de esfera homogénea de electricidad positiva, en cuentran distribuidos los electrones, atraídos ele ente, en número partículas C] La mayor(a de las partículas no se desvían Partículas dispersas Haz de Partículas Fuente de partículas alfa Lámina fina de oro Pantalla circular fluorescente zns) Establece un modelo para el átomo de hidrógeno.
El átomo está constituido por un núcleo central que es la región donde se encuentran las cargas positivas, y alrededor se encuentra el electrón. El electrón se encuentra girando alrededor del núcleo; describiendo órbitas circulares de forma similar a los planetas que giran alrededor del sol. Electrones Protones Neutrones Hidrogeno continuo de luz visible Teoría cuántica de Planck (1900) C] Los átomos y moléculas emiten o absorben energía radiante sólo en cantidades discretas como paquetes que llamó «cuanto» con nergía igual a hüÜ 6,63 x 10-34 J s.
Efecto fotoeléctrico (Einstein 1905) Albert Einstein estudia el efecto fotoeléctrico y propone que la luz puede ser considerada como un haz de partículas o como una onda, con: E: hC]C] Espectro de absorción y emisión del átomo de hidrógeno. Espectros de emisión: son aquellos que se obtienen al descomponer las radiaciones emitidas por un cuerpo previamente excitado. Espectros de adsorción: son aquellos que se obtienen al intercalar vapor o gas entre la fuente de radiación y el prisma. Modelo atómico de Bohr (1913)
Cl Admitió que hay ciertas orbitas circulares estables en las cuales los electrones pueden girar alrededor del núcleo sin irradiar energía. Cl Deduce que sólo son posibles aquellas órbitas en la que el momento angular del electrón es multiplo entero de 11/211. El electrón solo emite energía cuando pasa a una órbita más cercana al lo contrario absorbe energ (definido como la masa por la velocidad) y la posición de una partícula con certidumbre. Describen la distribución de los electrones en el hidrógeno y otros átomos: Cl Número cuántico principal (n):
Este número cuántico indica la distancia entre el núcleo y el electron, medida en niveles energéticos, pero la distancia media en unidades de longitud también crece monótonamente con n. Los valores de este número, que corresponde al número del nivel energético, varían entre 1 e infinito, mas solo se conocen átomos que tengan hasta 7 niveles energéticos en su estado fundamental. C] Número cuántico del momento angular (l ): (l — indica la forma de los orbitales y el subnivel de energía en el que se encuentra el electrón.
I = O: Subórbital «s» («forma circular») ??s proviene de Sharp (nitido) I = 1: Subórbital «p» («forma semicircular achatada») —p proviene de principal I = 2: Subórbital «d» (‘forma lobular, con anillo nodal») —d proviene de difuse (difuso) I = 3: Subórbital «f’ («lobulares con nodos radiales») —f proviene fundamental I = 4: Subórbital I 5: Subórbital ‘h» En resumen, el estado cuántico de un electrón está determinado por sus números cuánticos: Orbitales atómicos Orbital s: posee simetría esférica alrededor del núcleo atómico.
En la figura siguiente se muestran dos formas alternativas de epresentar la nube electrónica de un orbital s: en la primera, la probabilidad de encontrar al electrón (representada por la densidad de puntos) disminuye a medida que nos alejamos del centro; en la segunda, se representa el volumen esférico en que el electrón pasa la mayor parte del tiempo. Orbital p forma geométrica de los orbitales p es la de dos esferas achatadas hacia el punto de contacto (el núcleo atómico) y orientadas según los ejes de coordenadas.
En función de los valores que puede tomar el tercer número cuántico ml (-1, 0 y 1) se obtienen los tres orbitales p simétricos especto a los ejes x, ze y. El orbital «p» representa también la energía que posee un electrón incrementa a medida que se aleja entre la distancia del núcleo y el orbital. Orbital d: Los orbitales d tienen formas más diversas cuatro de ellos tienen forma de 4 lóbulos de signos alternados (dos planos nodales, en diferentes orientaciones d el último es un doble orbitales d.
Presentan n-4 nodos radiales. pnnclpio de exclusión de Pauli Este principio se utiliza para determinar las configuraciones electrónicas de los átomos polielectrónicos: «Dos electrones en un átomo no pueden tener los ismos cuatro números cuánticos». Regla de Hund Esta regla establece que . «La distribución más estable de electrones en los subniveles es aquella que tenga mayor número de espines paralelos».
Configuración electrónica C] Los números cuánticos n, l, mly s permiten identificar plenamente un electrón en cualquier átomo. Cl Es conveniente usar la notaclón simplificada para anotar los números cuánticos de un electrón: Energía de los orbitales Principio de Aufbau o construcción progresiva Conflguración electrónica Expresa el número de electrones en el orbital o subnivel Is Expresa el número
