Número Atómico, Número Másico y Modelos Atómicos, Apuntes de Física

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TEMA 1

ESTRUCTURA DE LA MATERIA

QUÍMICA 2º BACHILLERATO Curso 2021-

ÍNDICE 

1. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO



2. ORÍGENES DE LA TEORÍA CUÁNTICA



3. MODELO ATÓMICO DE BOHR



4. MECÁNICA CUÁNTICA APLICADA AL

ÁTOMO



5. PARTÍCULAS SUBATÓMICAS EN EL

UNIVERSO

1. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO

Evolución de los modelos atómicos (XIX-XX)

Como simbolizar un átomo

Cálculo abundancias isotópicas

1. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO NÚMERO ATÓMICO Y NÚMERO MÁSICO número de protones en el núcleo suma del número de protones y de neutrones (N) que forman el núcleo El número másico está relacionado con la masa atómica. Se establece que la unidad de masa atómica (uma, u) equivale a la doceava parte de la masa del isótopo de carbono 12.

1. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO

ISÓTOPOS

 (^) Isótopo: átomos del mismo elemento, pero tienen diferente número de neutrones, su número másico es diferente.  (^) La abundancia isotópica es el porcentaje de cada isótopo presente en una mezcla de isótopos de un elemento.

1. ESTRUCTURA DEL ÁTOMO

El hidrógeno está formado por tres isótopos

2. ORÍGENES DE LA TEORÍA CUÁNTICA

El modelo atómico de Rutherford proporciona

mayor conocimiento sobre el átomo aunque no

consigue explicar ciertos hechos:



Contradice la teoría electromagnética de Maxwell.

Según la cual, una carga eléctrica acelerada debería

de emitir ondas electromagnéticas.



Rutherford considera que el electrón gira en círculos

alrededor del núcleo, según Maxwell debería emitir

ondas electromagnéticas, esta emisión provocaría

una pérdida de energía que haría que el electrón

describiera órbitas de radio decreciente hasta caer

sobre el núcleo y destruyéndose.

2. ORÍGENES DE LA TEORÍA CUÁNTICA

La teoría cuántica surge como solución:



Maxwell: una carga eléctrica acelerada debería de

emitir ondas electromagnéticas.



El modelo atómico de Rutherford, inviable desde el

punto de vista de la física clásica, se necesita otro

modelo para explicar este hecho.

 Tampoco explica los espectros atómicos.

2. ORÍGENES DE LA TEORÍA CUÁNTICA

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

La radiación electromagnética es una combinación de

campos eléctricos y magnéticos oscilantes y

perpendiculares entre sí, que se propagan a través del

espacio transportando energía de un lugar a otro.

 (^) Al realizar los experimentos de gases en tubos de descarga se observa que estos gases emiten luz y radiación electromagnética no visible.  (^) Otros tipos de onda, como el sonido, necesitan un medio material para propagarse, sin embargo, la radiación electromagnética se puede propagar en el vacío.

2. ORÍGENES DE LA TEORÍA CUÁNTICA

ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

Amplitud (A) desplazamiento^ máximo^ de^ un^ punto^ respecto^ de^ la posición de equilibrio Longitud de onda (λ) distancia entre dos puntos análogos consecutivos, es decir, dos puntos de la onda que se encuentran en el mismo estado de vibración. Su unidad en el SI es el metro Frecuencia (ν) es el número de ondas completas que pasan por un punto determinado en la unidad de tiempo, o también, el número de vibraciones de un punto de la onda en la unidad de tiempo. Su unidad en el SI es el Hercio (Hz). Periodo (T): es el tiempo invertido en efectuar una vibración completa. Velocidad (v): es la distancia que recorre la onda en la unidad de tiempo.

2. ORÍGENES DE LA TEORÍA CUÁNTICA Los elementos químicos emiten siempre el mismo espectro, por eso se utiliza la espectroscopia como técnica de caracterización de muestras, el espectro es como la huella dactilar de un elemento químico. El espectro se produce cuando a un elemento en estado gaseoso se le suministra energía, emiten radiaciones para longitudes de onda determinadas. El espectro de la luz solar es continuo porque contiene radiación en todas las frecuencias.

2. ORÍGENES DE LA TEORÍA CUÁNTICA  Espectro de emisión: conjunto de frecuencias de radiación que se dispersan en un prisma de un espectroscopio, aparecen como una serie de rayas.  (^) Espectro de absorción: si una luz continua atraviesa una sustancia, ésta absorbe unas determinadas radiaciones que aparecen como rayas negras en el fondo continuo, es el conjunto de frecuencias de radiación absorbidas por el elemento. huella dactilar

2. ORÍGENES DE LA TEORÍA CUÁNTICA

HIPÓTESIS DE PLANCK

 (^) Hay una serie de fenómenos, como la radiación del cuerpo negro* , los espectros de emisión y el efecto fotoeléctrico que no podían ser explicados por la física clásica.  Planck dijo la energía no podía ser absorbida ni emitida en forma continua, sino en cantidades discretas de valores específicos o paquetes, que son múltiplos de una unidad fundamental, el cuanto, que corresponde a la menor cantidad posible de energía que se puede absorber o emitir. *cuerpo teórico que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide sobre él

2. ORÍGENES DE LA TEORÍA CUÁNTICA

HIPÓTESIS DE PLANCK

E = h. ν

h = constante de Planck, cuyo valor es 6,626. 10

J. s E1 = Eo + hv La energía varía de forma discontinua, está cuantizada (ec Einstein)

• (^) Un átomo en un estado energético inicial Eo puede pasar a un estado de energía consecutivo E1 absorbiendo o emitiendo un cuanto.
• (^) Al estar cuantizado, la energía del átomo nunca podría tener un valor de energía entre Eo y E1.
• (^) A partir de la hipótesis de Planck se origina la mecánica cuántica.