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CIENCIAS DE LA SALUD
CARRERA DE FARMACIA Y BIOQUÍMICA
KATHERINE MARITZA MARTÍNEZ
- FLORES LOARDO CINTIA NADIA
- CHUMPITAZ VILLANUEVA BRIAN EDUARDO
- MACHUCA VÁSQUEZ CRISTINA GISSEL
20 /09/
TRANSICIONES ELECTRÓNICAS
OBJETIVOS
- Observar la luz emitida por el salto de electrones en átomos excitados eléctricamente.
- Observar la luz emitida por el salto de electrones en átomos excitados térmicamente.
- Calcular la longitud de onda, frecuencia y energía asociada a cada una de las radiaciones observadas. FUNDAMENTO TEÓRICO Estados de energía de los electrones de un átomo.
- Estado basal o fundamental: es el estado natural de un átomo, es decir, estado de menor energía sin que se le comunique energía al átomo. (2013, pág. 46)
- Estado excitado: cuando un átomo recibe energía de fuentes externas, esta energía es transferida al electrón, y este se excita a un nivel energético superior. (The Laser Adventure , pág. 2)
- Fuentes de energía que participan en la excitación de los electrones de un átomo: Las principales fuentes son obtenidas de: a) La combustión de compuestos orgánicos como hidrocarburos (gasolina, metano, etano, etc.). b) Las ondas electromagnéticas provenientes de la luz del sol. c) La realización de un trabajo hecho de cualquier fuerza electromotriz.
- La luz visible y la radiación electromagnética: El espectro visible o luz visible es la región del espectro electromagnético que el ojo humano es capaz de percibir. Las radiaciones electromagnéticas tienen distintas frecuencias, de las cuales el ojo humano es capaz de observar las longitudes de ondas comprendidas entre 380 y 750 nm. El rango varía ligeramente de persona en persona. La luz blanca contiene todos los colores que somos capaces de ver los seres humanos, dependiendo de la longitud de onda de las radiaciones. Compuesta por partículas de energía (fotones). (Espectro Visible, 2021) COLOR CARACTERÍSTICO LONGITUD DE ONDA (), nm Violeta 380 – 455 nm Azul 455 – 4 92 nm Verde 492 – 577 nm Amarillo 577 – 597 nm Naranja 597 – 622 nm Rojo 622 – 780 nm La radiación electromagnética la radiación electromagnética se desacelera la pasar por la materia. Algunos materiales lo desaceleran más que otros, también como algunas longitudes de onda se desaceleran más que otras. El espacio vacío es el único medio totalmente “transparente”. El color vemos en los diferentes estados de la materia son las longitudes de onda no absorbidas. (Salazar & Salazar, 2018)
- Propiedades de las partículas: Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse. Todas las radiaciones del espectro electromagnético presentan las propiedades típicas del movimiento ondulatorio, como la difracción y la interferencia. (Radiación electromagnética, 2008)
Cuando la luz visible llega a los metales activos del grupo IA (Li, Na, K, Rb y Cs), se emite electrones, llamados fotoelectrones. Los electrones no escapan en forma espontánea de los metales; se necesita energía térmica o luminosa para sacarlos. Cuanto más brillante sea la luz (esto es, cuando mayor sea la intensidad luminosa), más electrones escapan de un metal. Sin embargo, la energía cinética (la velocidad) de los electrones depende del color (la frecuencia) de la luz, y no de la intensidad luminosa. La cantidad de electrones emitidos depende de la intensidad (brillantez, de la luz visible) de la radiación electromagnética. (Salazar & Salazar,
Los paquetes o partículas pequeñas de radiación electromagnética se llaman fotones; cada fotón porta una cantidad definida de energía. La energía de un fotón es proporcional a la frecuencia de la radiación electromagnética, e inversamente proporcional a la longitud de onda de esa radiación:
- Carácter ondulatorio y corpuscular de la radiación electromagnética: Algunas propiedades se explican mejor con un modelo ondulatorio, y otras con un modelo corpuscular. Las propiedades ondulatorias de los electrones se aplican en el microscopio electrónico. Este es un instrumento que emplea las características ondulatorias de los electrones para obtener fotografías de objetos diminutos, como las moléculas, los virus, etc. Por otro lado, los microscopios ópticos comunes no pueden emplearse para examinar objetos más pequeños que la longitud de onda de la luz visible (de 4 a 7 x 10-7 m). Los rayos X tienen longitudes de onda más cortas que las de la luz visible, pero es difícil enfocarlos. Como hemos visto, los electrones tienen más o menos la misma longitud de onda que los rayos X. Debido a su carga, se puede enfocar mediante campos eléctricos y magnéticos. Además, es posible variar las longitudes de onda de los electrones, cambiando el voltaje empleado para producirlos. (Informe de transiciones electrónicas , 2018)
- Fuegos artificiales y pruebas en llamas: Para reconocer elementos o compuestos se realizan pruebas a la llama se apoyan en los colores de las llamas. Al igual que los de los fuegos artificiales, estos colores de llama son consecuencia de las estructuras electrónicas de los átomos de ciertos elementos específicos. Los agentes productores del color se usan en forma de sales y raramente como metales en polvo. De las sales metálicas solamente el catión produce el color, mientras que los aniones no influyen directamente en el color, aunque sí lo hacen en la temperatura de la llama, que está relacionada con la excitación de las moléculas. (Salazar & Salazar, 2018) COLOR SUSTANCIAS QUÍMICAS Rojo Li2, CO3, Sr (NO3)2, SrC2O4, H2O, SrCO Naranja CaCl2, CaSO4, CaCO Dorado Fe, C, Aleación, Ti - Fe Amarillo Na3AlF6, Na2C2O4, NaHCO3, NaCl, NaNO Verde BaCO3, BaCl2, Ba (ClO3)2, Ba (NO3) Azul CuSO4. 5H2O, CuH.AsO Violeta plata Mezcla de compuestos de Sr (rojo) y Cu (azul) Blanco Al, Ti, Mg
- h = constante de proporcionalidad (h = 6.626 x 10-^34 J.s).
- c = velocidad de la luz en el vacío (2.992 x 10^8 m/s).
- f = frecuencia de la radiación en 1/s.
- ʎ = longitud de onda de la radiación en metros.
- Emisión en átomos contenidos en sales: INSTRUMENTO IMAGEN PRESENTACIÓN USOS Alambre de nicrom Material resistivo libre de impurezas. Tiene una buena protección en la mayoría de las atmósferas, especialmente en atmósferas corrosivas. Es utilizado para mejorar el desempeño a altas temperaturas de muchos otros materiales a muy altas temperaturas, donde otros elementos metálicos conductores presentan problemas y abre la posibilidad de nuevas aplicaciones por la flexibilidad que presenta el alambre nicrom.
RESULTADOS:
ELEMENTO A
EXCITAR FÓRMULA^
COLOR
PREDOMINANTE DE LA
RADIACIÓN EMITIDA
Carbono c Azul
Cloruro de Litio
Licl
Rojo carmín
Cloruro de sodio NaCl Amarillo brillante
Cloruro de potasio
KCL Violeta
Cloruro de Calcio CaCL Anaranjado
Cloruro de estroncio SrCL Rojo
Cloruro de bario BaCL Verde claro
Cloruro de cobre CuCl Verde azulado
Magnesio Mg Blanco
Hierro
Fe Dorado
Aluminio Al Plateado
CÁLCULOS:
CONCLUSIONES: ✓ A partir de esta experiencia acerca de observar la luz emitida por el salto de electrones en átomos excitados eléctricamente, pudimos entender que cuando un electrón pasa a un nivel inferior pierde energía, y esta se manifiesta como luz. ✓ Asimismo, Los electrones de los átomos tienen dos estados de energía, Estado basal o fundamental y Estado excitado, ambos estados tienen fuentes que permite su función. ✓ También observamos que los colores de la llama son diferentes y cambian dependiendo de las sustancias químicas. ✓ Acerca del fotón entendimos que es una partícula mínima de energía luminosa o de otra energía electromagnética que se produce, se transmite y se absorbe, y cada fotón porta una cantidad definida de energía. ✓ Finalmente vimos las fórmulas para calcular la frecuencia y energía. RECOMENDACIONES: ▪ Debemos tener en claro la definición de los temas y saber la fórmula dependiendo de la longitud de onda y frecuencia electromagnética para saber la energía del fotón. ▪ Ya que hoy en día estudiamos virtualmente, no realizamos las practicas, en el caso que sea presencialmente es importante tener nuestros EPP, y asimismo al momento de realizar los experimentos con elementos químicos para ver los colores que emiten, lo preferible es realizar con sustancias químicas menos peligrosas y tóxicas.
3) CALCULAR LA FRECUENCIA, LA LONGITUD DE ONDA Y LA ENERGÍA ASOCIADA AL SALTO ELECTRÓNICO DESDE EL NIVEL 5 AL 3 EN EL ÁTOMO DE HIDRÓGENO. Energía: E=-1.5502x10⁻¹⁸J/s Frecuencia: Ƒ= 2.34x10¹⁵s⁻¹ Longitud de onda: ʎ=1.282x10⁻⁷
4) EXPLICAR EL FUNCIONAMIENTO DEL MICROSCOPIO ELECTRÓNICO MEDIANTE LA MECÁNICA CUÁNTICA.
El microscopio electrónico utiliza electrones con alta energía para realizar observaciones a
diferencia del óptico, que se sirve de la luz (fotones). La energía que se maneja en estos
sistemas está representada por una unidad denominada electronvoltio.
El microscopio electrónico posibilita también obtener una mayor profundidad de campo, lo
que permite conseguir un efecto más real de las tres dimensiones.
En el mundo de lo más pequeño, no existe el color con la longitud de onda electrónica y,
por lo tanto, las imágenes aparecen en blanco y negro.
En el microscopio electrónico de barrido es necesario acelerar los electrones en un campo
eléctrico, para aprovechar de esta manera su comportamiento ondulatorio, lo cual se lleva
a cabo en la columna del microscopio, donde se aceleran por una diferencia de potencial
de 1,000 a 30,000 voltios. Los electrones acelerados por un voltaje pequeño son utilizados
para muestras muy sensibles, como podrían ser las muestras biológicas sin preparación
adicional, o muestras muy aislantes.
5 ) ¿QUÉ ES UN RAYO LÁSER, ¿CÓMO SE EMITE?
LASER es un acrónimo inglés y las letras en la palabra láser representan Light Amplificación
by Stimulated Emission of Radiation. Esto significa la amplificación de la luz por emisión
estimulada de radiación. Un láser es una fuente de luz inusual que produce rayos
coincidentes de enorme intensidad, los cuales presentan ondas de igual frecuencia que
siempre están en fase.
Como este rayo producido es coincidente, puede ser utilizado para llevar cualquier tipo de
señal, ya sea música (como en los discos compactos), voz humana, una imagen de televisión,
etc.
La luz viaja en ondas, y la distancia entre los picos de una onda se denomina longitud de
onda.
Cada color de luz tiene una longitud de onda diferente. Por ejemplo, la luz azul tiene una
longitud de onda más corta que la luz roja. La luz solar, y la luz típica de una bombilla, se
compone de luz con muchas longitudes de onda diferentes.
