ORÍGENES DE LA TEORÍA CUÁNTICA

Recordamos del curso anterior que una onda electromagnética consistía en la oscilación de un campo eléctrico y otro magnético en direcciones perpendiculares, entre sí, y a su vez, perpendiculares ambos a la dirección de propagación.

La radiación electromagnética viene determinada por su frecuencia “n” o por su longitud de onda “l”, relacionadas entre sí por:

También vimos en primero que se llamaba espectro electromagnético al conjunto de todas las radiaciones electromagnéticas desde muy bajas longitudes de ondas como los rayos g (10–12 m) hasta kilómetros (ondas de radio).

Espectros atómicos.

Cuando a los elementos en estado gaseoso se les suministra energía (descarga eléctrica, calentamiento...) éstos emiten radiaciones de determinadas longitudes de onda.

Estas radiaciones dispersadas en un prisma de un espectroscopio se ven como una serie de rayas, y el conjunto de las mismas es lo que se conoce como espectro de emisión.

Igualmente, si una luz continua atraviesa una sustancia, ésta absorbe unas determinadas radiaciones que aparecen como rayas negras en el fondo continuo (espectro de absorción).

Series espectrales.

Las diferentes líneas que aparecieron en el espectro del hidrógeno se podían agrupan en diferentes series cuya longitud de onda es más parecida:

· Serie Lyman: zona ultravioleta del espectro.

· Serie Balmer: zona visible del espectro.

· Serie Paschen zona infrarroja del espectro.

· Serie Bracket: zona infrarroja del espectro.

· Serie Pfund: zona infrarroja del espectro.

Ley de Rydberg. ·

La relación entre las longitudes de onda de las distintas rayas del espectro del hidrógeno viene dada por la expresión:

Donde n1 y n2 son números naturales, cumpliéndose siempre que n2 > n1, con lo que el paréntesis queda positivo. R es una constante llamada constante de Rydberg cuyo valor es: R = 1,0968 x 107 m–1.

· Si n1 = 1; n2 = 2, 3, 4, 5, ... Serie Lyman

· Si n1 = 2; n2 = 3, 4, 5, 6, ... Serie Balmer

· Si n1 = 3; n2 = 4, 5, 6, 7, ... Serie Paschen

· Si n1 = 4; n2 = 5, 6, 7, 8, ... Serie Bracket

· Si n1 = 5; n2 = 6, 7, 8, 9, ... Serie Pfund .

ORÍGENES DE LA TEORÍA CUÁNTICA.

El modelo de Rutherford, basado en la concentración de carga positiva en el núcleo de los átomos girando los electrones en órbitas a enorme distancia del núcleo en relación a su tamaño, explicaba la gran penetrabilidad de determinadas partículas en la materia. Sin embargo, pronto se vieron algunos inconvenientes que sugerían que debía cambiarse la teoría atómica:

· Explicación de los espectros atómicos.

· La no emisión de energía por el giro de los electrones (se sabía por entonces que al girar partículas cargadas, éstas deberían emitir energía en forma de radiación electromagnética, lo que inevitablemente conduciría a los electrones a “caer” hacia el núcleo produciendo un colapso de los átomos).

Esto iba en contra de la estabilidad observada

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