UNIDAD 7: Teoría cuántica y estructura electrónica de los átomos
Enviado por jemehire • 21 de Marzo de 2019 • Informes • 3.570 Palabras (15 Páginas) • 176 Visitas
UNIDAD 7: Teoría cuántica y estructura electrónica de los átomos
De la física clásica a la teoría
El alemán Max Planck, descubrió que los átomos y moléculas emiten energía solo en cantidades discretas o cuanto. Los científicos creían que la energía era un proceso continuo y que la radiación podía liberar cualquier cantidad de energía.
Propiedades de las ondas
Las propiedades características de las ondas son su longitud y altura, así como el número de ondas que pasan por determinado punto en un segundo.
La longitud de onda, llamada lambda, es la longitud entre puntos iguales de ondas sucesivas.
La frecuencia, llamada nu, es el número de ondas que pasan por un punto particular en un segundo.
La rapidez de una onda es el producto de su longitud y frecuencia.
La frecuencia representa el número de ondas que pasan por un punto de referencia por unidad de tiempo, es decir, ondas/tiempo. Por tanto, el producto de estos términos tiene las dimensiones de longitud/tiempo, que es rapidez.
Radiación electromagnética
Existen muchos tipos de ondas, como las del agua, del sonido y de la luz.
James Clerk Maxwell propuso que la luz visible se compone de ondas electromagnéticas. De acuerdo con esta teoría, una onda electromagnética tiene un componente de campo eléctrico y un
Componente de campo magnético.
La radiación electromagnética es la emisión y transmisión de energía en forma de ondas electromagnéticas.
Teoría cuántica de Planck
Planck proponía que los átomos y las moléculas emitían (o absorbían) energía sólo en cantidades discretas, como pequeños paquetes o cúmulos. A la mínima cantidad de energía que se podía emitir (o absorber) en forma de radiación electromagnética, Planck la llamó cuanto.
El efecto fotoeléctrico
Albert Einstein, dijo que la radiación electromagnética estaba compuesta por paquetes de energía y que esta dependía de la frecuencia de la luz. A lo que llamo fotones.
Teoría de Bohr del átomo de hidrogeno
Son frecuencias de ondas electromagnéticas emitidas por átomos del mismo que está en su estado gaseoso cuando se pasa la energía.
Espectro de emisión del átomo de hidrógeno
El físico danés Niels Bohr, tuvo una teoría muy compleja y no se considera correcta en todos sus detalles.
Este decía que la emisión o absorción de la radiación de un átomo se puede hacer de manera discontinua a través de cuanto o fotones lo que son generaciones por saltos electromagnéticos de un estado cuántico de energía electrón desde niveles con mayor energía a otros con menor energía suponen una emisión de energía electromagnética.
LÁSER: la luz esplendorosa
El láser es la amplificación de la luz mediante la emisión estimulada de radiación. Se ha utilizado en el estado gaseoso, líquido o sólido. Estos emiten radiación con longitudes de onda que varían del infrarrojo hasta el visible y el ultravioleta.
El láser de rubí fue el primer láser conocido. La luz láser tiene 3 propiedades, que son intensa, exactitud y coherencia.
La naturaleza dual del electrón
Louis de Broglie5 resolvió este enigma, diciendo que si las ondas luminosas se comportan como una corriente de partículas (fotones), quizá las partículas como los electrones tuvieran propiedades ondulatorias. Las ondas se clasifican como estáticas o estacionarias porque no se desplazan.
El argumento de Broglie era que si el electrón del átomo de hidrógeno se comporta
Como una onda fija, su longitud debería ajustarse exactamente a la circunferencia de la órbita, de lo contrario, la onda se cancelaría parcialmente en cada órbita sucesiva. Con el tiempo, la amplitud de la onda se reduciría a cero y en consecuencia se anularía.
Microscopia electrónica
Produce imágenes de los objetos que no se pueden ver a simple vista o con microscopios de luz.
Este se encuentra entre las herramientas más poderosas en la investigación química biológica.
Mecánica cuántica
Werner Heisenberg9 formuló una teoría que ahora se conoce como principio de incertidumbre de Heidelberg.
Al aplicar el principio de incertidumbre de Heidelberg al átomo de hidrógeno, se puede
Ver que en realidad el electrón no viaja en la órbita alrededor del núcleo con una trayectoria
Bien definido, como suponía Bohr.
Con la ecuación de Schrödinger comenzó una nueva era en la física y la química, ya que dio inicio un nuevo campo: la mecánica cuántica.
A la teoría cuántica que inició en 1913, el mismo año en que Bohr presentó su análisis del átomo de hidrógeno, y siguió vigente hasta 1926, se le conoce ahora como “vieja teoría cuántica”.
Descripción mecánico-cuántica del átomo de hidrógeno
La ecuación de Schrödinger especifica los posibles estados de energía que puede ocupar el electrón del átomo de hidrógeno, e identifica las respectivas funciones de onda. Los estados de energía y sus funciones de onda se caracterizan por un conjunto de números cuánticos con los que es posible construir un modelo comprensible del átomo de hidrógeno.
Números cuánticos
Existen 3 números cuánticos. Estos números se derivan de la solución matemática de la ecuación de Schrödinger para el átomo de hidrógeno y son: el número cuántico principal, el número cuántico del momento angular y el número cuántico magnético. Estos números se utilizan para describir los orbitales atómicos e identificar a los electrones que están dentro. El número cuántico de espín es un cuarto número cuántico que describe el comportamiento de determinado electrón y completa la descripción de los electrones en los átomos.
...