estructura de los modelos atómicos

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estructura de los modelos atómicos

  1. 1. ESTRUCTURA Y MODELOS ATOMICOS SEGUNDA PARCIAL QUIMICA I ING. ARMIDA FIGUEROA CHAVEZ
  2. 2. ESTRUCTURA Y MODELOS ATOMICOSLOS CIMIENTOS DE LA TEORIA ATOMICA SE REMONTAN, POR LOMENOS, AL TIEMPO DE LOS ANTIGUOS GRIEGOS.ESTOS PLANTEARON AL PARECER UNA PREGUNTA: ¿ PUEDE LAMATERIA SER DIVIDIDA EN PORCIONES PEQUEÑAS Y LUEGO ENOTRAS MAS PEQUEÑAS, O ESTA COMPUESTA POR ALGUN TIPO DEPARTICULA QUE YA NO PUEDE SER DIVIDIDA?LEUCIPO Y DEMOCRITO Y POSTERIORMENTE EPICURO, CONCIBIERONY ADMITIERON QUE LA MATERIA NO ERA CONTINUA Y ESTABACONSTITUIDA POR PARTICULAS PEQUEÑISIMAS, INVISIBLES EINDIVISIBLES, A LAS CUALES LLAMARON ATOMOS, QUE SEENCUENTRAN SEPARADOS UNOS DE OTROS POR CONSIDERABLESESPACIOS VACIOS Y DOTADOS DE CONSTANTE MOVIMIENTO.
  3. 3. ROBERT BOYLE LO ESTABLECE EN UNO DE LOS PRIMEROS LIBROSIMPORTANTES SOBRE LA QUIMICA “ LA MATERIA QUE CONSTITUYE ELUNIVERSO ESTA EN REALIDAD DIVIDIDA EN PEQUEÑAS PARTICULASDE TAMAÑOS Y FORMAS DIFERENTES.LAVOISIER Y JOSEPH PROUST RETOMARON LAS IDEAS FILOSOFICASGRIEGAS Y EXPLICAN CON HECHOS EXPERIMENTALES, LACONSTITUCION DE LA MATERIA, LLEGANDO A ESTABLECER DOSLEYES FUNDAMENTALES LA LEY DE LA CONSERVACION DE LAMATERIA Y LAS LEY DE LAS PROPORCIONES CONSTANTES.LA PRIMERA ESTABLECE QUE LA MATERIA NO SE CREA NI SEDESTRUYE SOLO SE TRANSFORMA. LA SEGUNDA ENUNCIA QUEMUESTRAS DIFERENTES DE UNA MISMA SUSTANCIA CONTIENENLOS MISMOS ELEMENTOS EN PROPORCIONES IGUALES.
  4. 4. JOHN DALTON EN 1803 OBSERVA QUE VARIOS TIPOS DE MATERIA, POR EJEMPLO AGUA, PODRIA SEPARARSE EN SUSTANCIAS MAS SIMPLES; EN ESTE CASO EN HIDROGENO Y OXIGENO, A LOS QUE LLAMO SUSTANCIAS ELEMENTALES O ELEMENTOS, PUESTO QUE YA NO SE PODIAN SEPARAR EN OTRAS MAS SIMPLES.ESTABLECE LA PRIMERA TEORIA DEL ATOMO BAJO LOS SIGUIENETS POSTULADOS.1. TODO ELEMENTO ESTA CONSTITUIDO DE PARTICULAS PEQUEÑISIMAS LLAMADAS ATOMOS.2. LOS ATOMOS DE UN MISMO ELEMENTO SON IGUALES EN MASA Y TAMAÑO.3. LOS ATOMOS DE DIFERENTES ELEMENTOS TIENEN MASA Y TAMAÑO DISTINTOS.4. EL ATOMO NO SE PUEDE CREAR NI DESTRUIR EN UNA REACCION QUIMICA,5. LOS ATOMOS DE DIFERENTES ELEMENTOS SE COMBINAN PARA FORMAR COMPUESTOS Y LO HACEN EN RELACIONES NUMERICAS SENCILLAS DE UNO Y OTRO ATOMO.
  5. 5. 6. DOS O MAS ATOMOS DE DIFERENTES ELEMENTOS PUEDEN COMBINARSE EN RELACIONES DISTINTAS PARA FORMAR MAS DE UN TIPO DE COMPUESTOS.ESTA TEORIA FUE ACEPTADA EN SU EPOCA, CON LAS INVESTIGACIONES LLEVADAS A CABO DESPUES DE ESA EPOCA SE HA DEMOSTRADO QUE:1. NO TODOS LOS ATOMOS DE ELEMENTOS IGUALES TIENEN LA MISMA MASA, COMO SUCEDE CON LOS ISOTOPOS.2. EL ATOMO ESTA CONSTITUIDO DE PARTICULAS SUBATOMICAS (ELECTRONES, PROTONES Y NEUTRONES).3. BAJO CIERTAS CONDICIONES, UN ATOMO DE UN ELEMENTO SE PUEDE CONVERTIR EN OTRO ATOMO DE UN ELEMENTO DIFERENTE, COMO SUCEDE CON LOS ELEMENTOS RADIACTIVOS.
  6. 6. EN 1897 JOHN THOMSON DESCUBRIO EN LOS TUBOS DE RAYOSCATODICOS PARTICULAS DE ELECTRICIDAD NEGATIVAS A LOS QUELLAMO ELECTRONES. PARA TAL EFECTO UTILIZO UN TUBO DECROOKES, BAJO LAS SIGUIENTES CONDICIONES:DENTRO DE UN TUBO COMPLETAMENTE CERRADO Y CASI AL VACIOSE ENCONTRABAN DOS ELECTRODOS, EL ANODO (+) Y EL CATODO (-), AMBOS CONECTADOS A UNA FUENTE DE ALTO VOLTAJE. AL PASO DE LA CORRIENTE DE ALTO VOLTAJE SE LIBERA UN FLUJO DE ELETCRONES EN LINEA RECTA DEL POLO NEGATIVO O CATODO AL POLO POSITIVO O ANODO. ES POR ESO QUE SE LLAMO TUBO DE RAYOS CATODICOS AL TUBO DE CROOKES.
  7. 7. THOMSON CON SU EXPERIMENTO REFERENTE A LOS RAYOS CATODICOS CONCLUYE QUE:1. LOS RAYOS CATODICOS SON PARTICULAS QUE CONTIENEN MASA Y CARGA.2. SON UNIVERSALES YA QUE SE ENCUENTRAN EN TODAS LAS SUSTANCIAS.3. SE LES CONOCE CON EL NOMBRE DE ELECTRONESCON LA EXISTENCIA DEL ELECTRON SUGIRIO UN NUEVO MODELO DEATOMO.CONSTITUIDO POR UNA ESFERA MATERIAL, PERO DE CARGAELECTRICA POSITIVA, DENTRO DE LA CUAL SE ENCONTRABANEMBEBIDOS LOS ELECTRONES NECESARIOS PARA NEUTRALIZARDICHA CARGA Y DISTRIBUIDOS EN UNA ORDENACION QUE DEPENDIADEL ELEMENTO CORRESPONDIENTE. - - CARGA - POSITIVA - - - ELECTRONES - - -
  8. 8. A LAS PARTICULAS DE LOS RAYOS CATODICOS THOMSON LASLLAMO ELECTRONES, PALABRA DE ORIGEN GRIEGO QUE SIGNIFICAAMBAR EN REFERENCIA AL PRIMER EXPERIMENTOELECTROMAGNETICO REALIZADO EN EL MUNDO, DONDE SE UTILIZODOS TROZOS DE AMBAR GRIS. EN 1913 ROBERT MILLIKAN DISEÑA UN APARATO PARA DETERMINAR LA CARGA DEL ELECTRON. EL VALOR ENCONTRADO FUE DE 1.60219 X 10-19 COULOMBS; SE LE REPRESENTA POR EL SIMBOLO e-EN 1886 EL FISICO ALEMAN EUGEN GOLDSTEIN, EXPERIMENTANDO CONTUBOS DE DESCARGA, EMPLEO UN CATODO CON ALGUNASPERFORACIONES Y OBSERVA QUE AL PRODUCIRSE LOS RAYOSCATODICOS, SE ORIGINABA UNA ILUMINACION EN EL ESPACIO SITUADODETRÁS DEL CATODO, LAS RADIACIONES PRODUCIDAS SE ALEJABANDEL ANODO. Y LOS LLAMO RAYOS CANALES O POSITIVOS
  9. 9. EN 1910 LOS CIENTIFICOS WILHELM WEIN Y J.J. THOMSON REALIZAN ESTUDIOS SIMILARES PARA DESCUBRIR AL ELECTRON Y CONCLUYEN QUE:1. LOS RAYOS CANALES SON PARTICULAS CON CARGA ELECTRICA POSITIVA Y LLAMARON PROTONES A ESTAS PARTICULAS2. EL VALOR DE SU CARGA ELECTRICA ES DE 1.602 X 10-19 C.3. POSEEN UNA MASA DE 1.673 X 10-24 G.4. SON PARTE FUNDAMENTAL DEL ÁTOMO
  10. 10. EN 1895 WILHELM ROENTGEN, OBSERVA EN UN TUBO CATODICO ENUNA PIEZA OBSCURA UNA INCANDESCENCIA SOBRE UNA PANTALLAFLUORESCENTE COLOCADA A CIERTA DISTANCIA DEL TUBO,PROVOCADA POR UN TIPO DE RADIACION DE ALTA ENERGIA Y MUYPENETRANTE CAPAZ DE PASAR A TRAVES DE MADERA, PAPEL EINCLUSO TEJIDO HUMANO, PERO DIFICILMENTE A TRAVES DE LOSMETALES Y LOS HUESOS. LES DIO EL NOMBRE DE RAYOS X. LAS CARACTERISTICAS DE LOS RAYOS X FUERON LAS SIGUIENTES: 1. ENNEGRECEN LAS PLACAS FOTOGRAFICAS 2. IONIZAN A LOS GASES, HACIENDOLOS CONDUCTORES DE LA ELECTRICIDAD 3. CARECEN DE CARGA, PUES NO SE DESVÍAN AL PASAR POR UN CAMPO ELECTROMAGNETICO.
  11. 11. EN 1896 H, BECQUEREL, CONOCIENDO QUE LOS RAYOS X SONPRODUCIDOS POR EL CHOQUE DE LOS RAYOS CATODICOS CON ELVIDRIO DEL TUBO DE DESCARGA, PENSO QUE LA FLUORESCENCIAPRESENTADA POR ALGUNAS SUSTANCIAS AL SER EXPUESTAS A LA LUZSOLAR TAMBIEN PODRIAN PRODUCIR RAYOS XBECQUEREL UTILIZO UNA SAL DE URANIO, LLEGANDO A DESCUBRIRACCIDENTALMENTE LA RADIACTIVIDAD. RADIACTIVIDAD: LA PROPIEDAD DE DESINTEGRACION ESPONTANEA QUE TIENEN CIERTAS SUSTANCIAS, EMITIENDO TRES TIPOS DE RADIACIONES CONOCIDAS COMO RAYOS ALFA, BETA Y GAMMA. MARY CURIE Y SU ESPOSO PIERRE, COMPARTIERON EL PREMIO N0BEL DE FISICA CON BECQUEREL EN 1903, POR SUS INVESTIGACIONES SOBRE RADIACTIVIDAD, MAS TARDE DESPUES DE LA MUERTE DE SU ESPOSO GANA OTRO PREMIO NOBEL , ESTA VEZ DE QUIMICA EN 1911 POR HABER DESCUBIERTO EN 1902 EL RADIO. FUE LA PRIMER PERSONA QUE RECIBIO DOS PREMIOS NOBEL.
  12. 12. ERNEST RUTHERFORD TAMBIEN REALIZO, ESTUDIOS SOBRE LOSELEMENTOS RADIACTIVOS. LOGRO OBTENER UN HAZ FINO DERADIACION, EMITIDO POR LA SUSTANCIA RADIACTIVA AL PASAR ATRAVES DE UN ORIFICIO MUY PEQUEÑO HECHO, EN EL BLOQUE DEPLOMO EN EL QUE SE ENCONTRABA DICHA SUSTANCIA. ALATRAVESAR LA RADIACION, EL CAMPO MAGNETICO SE DIVIDIO ENTRES COMPONENTES, REGISTRANDO EN SU PLACA FOTOGRAFICA.RUTHERFORD NOMBRO A ESTAS RADIACIONES DE LA SIGUIENTE MANERA:1. RAYOS ALFA (α) PARTICULAS DE CARGA ELECTRICA POSITIVA, CON POCA ENERGIA Y CON POCO PODER PENETRANTE (PUEDEN SER DETENIDAS POR UNA HOJA DE PAPEL)2. RAYOS BETA (β) PARTICULAS DE CARGA ELECTRICA NEGATIVA CON UNA CANTIDAD DE ENERGIA CAPAZ DE ATRAVESAR UNA LAMINA DE ALUMINIO CON UN ESPESOR DE APROX. 0.25 CM
  13. 13. 3. RAYOS GAMMA ( γ ) ESTAS RADIACIONES NO FUERONDESVIADAS POR EL CAMPO MAGNETICO NI POR EL ELECTRICO.SON RADIACIONES ELECTROMAGNETICAS DE GRAN ENERGIA YDE MAYOR PODER PENETRANTE QUE LAS PARTICULAS ALFA YBETA. SON MUY DAÑINAS PARA LOS SERES VIVOS.RUTHERFORD IDEÓ SU NUEVO MODELO ATÓMICO, DICIENDO QUEEL ÁTOMO ERA INCREÍBLEMENTE TENUE, CASI EN SU TOTALIDADESPACIO VACIO; TENÍA UN NÚCLEO PEQUEÑÍSIMO, PERO ENEXTREMO DENSO Y PESADO, CON UNA CAPA EXTERIOR DEELECTRONES QUE GIRABAN RÁPIDAMENTE EN SU DERREDOR,COMO GIRAN LOS PLANETAS EN TORNO AL SOL. - - - - - - - - - -
  14. 14. PARTICULAS SUBATÓMICASEL PROTÓN DESCUBIERTO POR ERNEST RUTHERFORD EN 1897, SEENCUENTRA EN EL NUCLEO DEL ÁTOMOEL ELECTRON DESCUBIERTO POR THOMSON EN 1897, SIENDO LAPRIMERA PARTICULA QUE SE LOGRÓ DESPRENDER DE LAMATERIA. SE ENCUENTRA EN LAS ORBITAS ALREDEDOR DELNUCLEO.EL NEUTRON DESCUBIERTO POR CHADWICK EN 1932. ES UNAPARTICULA QUE SE ENCUENTRA EN EL NUCLEO Y ESELECTRICAMENTE NEUTRA, QUE RESULTA DE LA UNION DE UNPROTÓN Y UN ELECTRÓN.
  15. 15. NUMERO ATOMICOCUANDO SE ENCONTRO QUE EL NUCLEO DE LOS ATOMOSCONTENIA PROTONES Y NEUTRONES, SE DETERMINO SU NUMEROATOMICO EN CADA ATOMO. AL NUMERO DE PROTONES DE UNATOMO SE LE LLAMO NUMERO ATOMICO Y ES CARACTERISTICOPARA CADA ELEMENTO. COMO EL ÁTOMO ES NEUTRO, EL NUMERODE PROTONES QUE SE ENCUENTRAN EN EL NUCLEO DEBE SERIGUAL AL NUMERO DE ELECTRONES QUE SE ENCUENTRAN EN LASORBITAS.NUMERO ATOMICO = NUMERO DE PROTONES = NUMERO DEELECTRONESEL NUMERO DE PROTONES LOCALIZADOS EN EL NUCLEO DELATOMO DE UN ELEMENTO
  16. 16. NUMERO DE MASALA MASA DE UN ATOMO, O NUMERO DE MASA ES LA SUMA DE LOSPROTONES Y NEUTRONES DE SU NUCLEO.ISÓTOPOSUCEDE CON FRECUENCIA QUE LOS ATOMOS DE UN MISMOELEMENTO TENGAN EL MISMO NUMERO DE PROTONES, PERODIFERENTE NUMERO DE NEUTRONES. ESTOS ELEMENTOS TIENENDISTINTAS MASAS ATOMICAS Y SE CONOCEN CON EL NOMBRE DEISÓTOPOS.PESO ATÓMICOESTE TERMINO SE REFIERE AL PESO DE LA MASA PROMEDIO DETODOS LOS ÁTOMOS DE UN ELEMENTO, TOMANDO ENCONSIDERACION LA ABUNDANCIA NATURAL RELATIVA DE CADAISÓTOPO
  17. 17. TEORIA CUANTICAEN 1911 CUANDO RUTHERFORD DISEÑO SU MODELO ATOMICO,SURGIERON CIERTAS INTERROGACIONES PARA LOSCIENTIFICOS, ENTRE ELLOS MAX PLANCK Y NIELS BOHR,QUIENES SE PREGUNTABAN ¿Por qué EL ELECTRON NO ERAATRAIDO HACIA EL NUCLEO, DONDE SE ENCUENTRA EL PROTONSIENDO QUE AMBOS TIENEN CARGAS OPUESTAS? ¿Cómo ERAQUE EL ELECTRON NO PERDIA ENERGIA AL ENCONTRARSEGIRANDO CONTINUAMENTE?SABIAN QUE CUANDO UNA SUSTANCIA ERA EXPUESTA A UN TIPO DERADIACIONES ABSORBÍA LA ENERGIA TRANSMITIDA POR LA FUENTEY, UNA VEZ QUE ÉSTA ERA RETIRADA, EMITÍA DICHA ENERGÍA ENFORMA DE RADIACIONES LUMINOSAS, LAS CUALES TENÍANCONSIDERABLES EFECTOS ELECTROMAGNETICOS
  18. 18. EN 1859, LOS CIENTIFICOS ALEMANES ROBERT BUNSEN Y GUSTAVKIRCHHOFF DECIDIERON ESTUDIAR LOS ESPECTROS QUEPRODUCEN LOS ELEMENTOS AL SER CALENTADOS, QUE PUEDENSER UTILIZADOS PARA IDENTIFICARLOS. PARA DICHO ESTUDIO,EMPLEARON UN DISPOSITIVO LLAMADO ESPECTROSCOPIO,INVENTADO POR ELLOS MISMOS.AL CALENTAR EL HIDROGENO CON ENERGIA ELECTRICA,OBSERVARON QUE DESPRENDIA RADIACIONES QUE, AL PASAR ATRAVÉS DE UN PRISMA, FORMABA UN ESPECTRO, AL QUELLAMARON ESPECTRO DE EMISION. DEL CUAL ESTABLECIERONUNA LEY QUE DICE SI UN CUERPO EMITE LUZ DE UNA CIERTALONGITUD DE ONDA, TAMBIÉN DEBERÁ ABSORBER LUZ DE LAMISMA LONGITUD DE ONDA. UN ESPECTRO SE DEFINE COMO LA SUCESIÓN DE LOS DIFERENTES COLORES O LONGITUDES DE ONDA DE LA ENERGÍA RADIANTE EMITIDA POR UNA FUENTE LUMINOSA.
  19. 19. LOS ESPECTROS DE EMISION PUEDEN SER CONTINUOS YDISCONTINUOSEL ESPECTRO CONTINUO SE HALLA FORMADO DE UNA BANDALUMINOSA SIN INTERRUPCIONES, CON TODOS LOS COLORES DELARCO IRIS, DESDE EL ROJO HASTA EL VIOLETA; DAN ESTEESPECTRO LAS SUSTANCIAS LÍQUIDAS O SÓLIDAS ENINCANDESCENCIA.EL ESPECTRO DISCONTINUO ESTÁ FORMADO DE ESTRECHASBANDAS LUMINOSAS AISLADAS POR GRANDES ESPACIOSOSCUROS; DAN ESTE ESPECTRO LOS GASES Y VAPORESINCANDESCENTESCUANDO UNA RADIACIÓN ELECTROMAGNETICA, POR EJEMPLO, LUZBLANCA, SE PASA A TRAVÉS DE UNA SUSTANCIA, ÉSTA ABSORBERÁCIERTAS LONGITUDES DE ONDA. ESTAS LONGITUDES DE ONDASON CARACTERISTICAS DE LA SUSTANCIA QUE ABSORBE LARADIACIÓN Y LAS LINEAS OSCURAS QUE RESULTAN SE LLAMANESPECTROS DE ABSORCIÓN.
  20. 20. EN 1912, EL FÍSICO ALEMÁN MAX PLANCK, AL ESTUDIAR TAMBIÉN ELEFECTO FOTOELECTRICO, PUBLICÓ SU TEORIA DEL CUANTUM OTEORIA CUANTICA DONDE ESTABLECE QUE:LA ENERGIA RADIANTE GENERADA EN UN SISTEMA POR LAEXCITACIÓN DE UN ELECTRÓN MOVIÉNDOSE DENTRO DE LANUBE ELECTRÓNICA NO ES DE NATURALEZA CONTINUA, SINOQUE ES EMITIDA EN PAQUETES LLAMADOS CUANTOS OFOTONES.ALBERT EINSTEIN FUE OTRO DE LOS CIENTIFICOS QUE ESTUDIARONEL EFECTO FOTOELECTRICO Y LO EXPLICO DE LA SIGUIENTEMANERA: LA ENERGÍA DE UNA RADIACIÓN ELECTROMAGNETICA ESTÁCONCENTRADA EN PAQUETES LLAMADOS CUANTOS O FOTONES.ESTA ENERGÍA ES TRANSMITIDA A LOS ELECTRONES MEDIANTECOLISIONES. EN CADA COLISION, EL ELECTRÓN ABSORBE TODA LAENERGÍA DEL FOTÓN Y, AL VENCER LA FUERZA DE ATRACCIÓN ENTREEL NUCLEO Y EL ELECTRÓN, ESTE ÚLTIMO SERÁ EXPULSADO DELÁTOMO CON MAYOR ENERGÍA CINÉTICA.
  21. 21. LA TEORIA DE MAX PLANCK FUE EL CIMIENTO DE LA MECÁNICACUÁNTICA, PORQUE INICIÓ EL ESTUDIO DE LOS FENÓMENOSELECTROMAGNÉTICOS COMO LA LUZ, FENÓMENOS QUE CON LASLEYES DE LA FÍSICA CLÁSICA NO SE PODÍAN EXPLICAR MODELO ATOMICO DE BOHREN 1913, EL FISICO DANÉS NIELS BOHR PROPUSO UN MODELOATOMICO PARA EXPLICAR LA ESTRUCTURA ATOMICA. PARA EXPLICAR SU MODELO ATÓMICO, BOHR FUNDAMENTÓ SU TEORIA EN LA TEORIA DEL CUANTUM, PPROPUESTA POR M. PLANCK, Y SE BASÓ EN LOS SIGUIENTES POSTULADOS:
  22. 22. POSTULADOS DE BOHR1. LOS ELECTRONES EN LOS ATOMOS SE MUEVEN ALREDEDOR DEL NUCLEO EN ORBITAS CIRCULARES O NIVELES DE ENERGÍA DEFINIDOS.2. MIENTRAS LOS ELECTRONES SE MUEVAN EN ÓRBITAS O NIVELES DE ENERGÍA DEFINIDOS NO ABSORBEN NI DESPRENDEN ENERGÍA.3. LOS ELECTRONES PUEDEN PASAR DE UN NIVEL A OTRO DE MENOR A MAYOR ENERGÍA Y VICEVERSA, SIEMPRE Y CUANDO ABSORBAN O DESPRENDAN LA ENERGÍA NECESARIA.4. CUANDO LOS ELECTRONES ABSORBEN O DESPRENDEN ENERGÍA LO HACEN EN CANTIDADES UNITARIAS LLAMADAS CUANTOS, QUE CORRESPONDEN A LA DIFERENCIA DE ENRGÍA ENTRE LOS DOS NIVELES
  23. 23. Núcleo Niveles de energía n =4 Emisión de la n= 3 energía absorbida n=2 n=1Posicióndelelectrónen su Posición del e- alestado absorber energíabasal (estado excitado) Energía
  24. 24. EN SU MODELO ATÓMICO, BOHR REPRESENTÓ A LOS NIVELES DEENERGÍA CON LA LETRA n , QUE TOMA VALORES DE 1, 2, 2, …∞Y AUMENTA DE ENERGÍA A MEDIDA QUE SE ALEJA DEL NÚCLEO.EN 1916, ARNOLD SOMMERFELD LE HIZO LAS SIGUIENTES MODIFICACIONES AL MODELO DE BOHR.1. LOS ELECTRONES SE MUEVEN ALREDEDOR DEL NUCLEO EN ÓRBITAS CIRCULARES O ELÍPTICAS.2. A PARTIR DEL SEGUNDO NIVEL ENERGETICO, EXISTEN DOS O MÁS SUBNIVELES EN UN MISMO NIVEL.3. EL ELECTRÓN ES UNA CORRIENTE ELÉCTRICA MINÚSCULA.
  25. 25. l=1 n=2l=0 l=0n=1 n=2
  26. 26. PARA DESCRIBIR LOS NUEVOS SUBNIVELES, SOMMERFELDINTRODUJO OTRO PARÁMETRO CUÁNTICO, QUE RECIBIO EL NOMBREDE NUMERO CUANTICO AZIMUTAL, QUE DESIGNÓ CON LA LETRA lCON LA INTRODUCCION DE LOS SUBNIVELES DENTRO DE LOSNIVELES DE ENERGÍA, SOMMERFELD EXPLICÓ LA APARICIÓN DELAS LINEAS MAS FINAS QUE CONFORMAN LAS LINEASPRINCIPALES EN EL ESPECTRO FINO DEL HIDROGENO, LA FIGURAANTERIOR MUESTRA LA MODIFICACIÓN EN LAS ORBITASREALIZADAS POR SOMMERFELD AL MODELO DE BOHR.SOLO SE HA REPRESENTADO HASTA EL NIVEL 2, OBSERVANDOSECÓMO ESTE NIVEL ESTÁ COMPUESTO POR DOS SUBNIVELES: l=0 Y l=1
  27. 27. DUALIDAD DE LA MATERIACUANDO HABLAMOS DEL EFECTO FOTOELÉCTRICO, MENCIONAMOSQUE TANTO PLANCK COMO EINSTEIN FUNDAMENTARON SUSTEORIAS EN QUE LA ENERGÍA DE UNA RADIACIÓN ESTRANSMITIDA EN CUANTOS O FOTONES, ASOCIÁMDOLECARACTERISTICAS DE PARTICULA AL MOVIMIENTO ONDULAR(RADIACIÓN). EN 1924, EL FISICO FRANCÉS LUIS V. DEBROGLIE PROPUSO EL CASO INVERSO; ES DECIR, QUE TAMBIÉNSE PODRÍAN ASOCIAR CIERTAS PROPIEDADES DE ONDA A LASPARTICULAS MATERIALES. A SU PROPUESTA, DE BROGLIE LELLAMO ONDAS MATERIALES Y DICE LO SIGUIENTELOS ELECTRONES, CONSIDERADOS COMO MATERIA, ALIGUAL QUE LA LUZ, PUEDEN TENER PROPIEDADES DE ONDA.
  28. 28. PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISENBERGEN 1926, EL FISICO ALEMÁN WERNER HEISENBERG, DESPUÉS DEHABER DISEÑADO VARIOS EXPERIMENTOS HIPOTÉTICOS PARADETERMINAR CON PRECISIÓN LA POSICIÓN Y LA VELOCIDAD DELELECTRÓN, LLEGÓ A LA CONCLUSIÓN DE QUE ESA DETERMINACIÓNERA IMPOSIBLE. DE SU CONCLUSIÓN PORPUSO EL SIGUIENTEPRINCIPIO:ES IMPOSIBLE DETERMINAR CON PRECISIÓN YSIMULTÁNEAMENTE LA POSICIÓN Y VELOCIDAD DE UNELECTRÓN, YA QUE AL PRECISAR SU VELOCIDAD, SUPOSICIÓN SE ALTERA, Y VICEVERSA. HEISEMBERG DECIA QUE LO ÚNICO QUE SE PUEDE FIJAR ES LA PROBABILIDAD DE ENCONTRAR A UN ELECTRÓN EN UN LUGAR SEÑALADO
  29. 29. SUPONGAMOS QUE MEDIANTE UN MICROSCOPIO QUEREMOS VER LA POSICIÓN DE UN ELECTRÓN EN EL ÁTOMO; AL ENFOCARLO E INCIDIR LA LUZ CON ÉL ÉSTE ABSORBERA PARTE DE LA ENERGÍA DE ESA LUZ CAMBIANDO AL INSTANTE DE POSICIÓN. Y Y λfotón e X Xλ Aumenta Velocidad =0 e La velocidad DelAntes de la colisión electrón Después de la colisión
  30. 30. EN 1927, ERWIN SCHRODINGER, RETOMANDO LAS IDEAS SOBRELOS NIVELES ESTACIONARIOS DE BOHR, LA TEORIA DE LADUALIDAD DE DE BROGLIE Y EL PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DEHEINSENBERG, DEDUJO QUE, PARA ENTENDER EL COMPORTAMIENTODE LOS ELECTRONES, ÉSTOS PUEDEN SER TRATADOS COMO ONDASMATERIALES Y COMPARAR SU MOVIMIENTO CON EL DE UNA ONDA.EL TRABAJO DE SCHRODINGER SE RESUME EN UNA ECUACIÓNCONOCIDA COMO ECUACIÓN DE ONDA DE SCHRODINGER. LARESOLUCIÓN DE LA MISMA RESULTA MATEMATICAMENTE COMPLEJAPARA ESTE NIVELPOR LO CUAL SOLO LA INDICAREMOS δ2 Ψ + δ2 Ψ + δ2 Ψ + 8 Π2 m (E–V)Ψ=0 δ X2 δ Y2 δ Z2 h2
  31. 31. DE ACUERDO CON LA ECUACION DE ONDA DE SCHRODINGER, LAPOSICION PROBABLE DE UN ELECTRON ESTA DETERMINADO PORCUATRO PARAMETROS LLAMADOS CUANTICOS, LOS CUALES TIENENVALORES DEPENDIENTES ENTRE SI. NUMEROS CUANTICOS, SIGNIFICADOS Y VALORESLOS NUMEROS CUANTICOS SON EL RESULTADO DE LA ECUACION DESCHRODINGER, Y SU TABULACION NOS INDICA LA ZONA ATOMICADONDE ES PROBABLE ENCONTRAR UN ELECTRON.LAS LITERALES QUE REPRESENTAN A LOS NUMEROS CUANTICOS SON:n, l, m Y s; APORTADAS TEORICA Y EXPERIMENTALMENTE POR BOHR,SOMMERFELD, ZEEMAN Y STERN-GERLACH, RESPECTIVAMENTE.
  32. 32. NUMERO CUANTICO PRINCIPAL (n): EL NUMERO CUANTICOPRINCIPAL DESIGNA EL NIVEL ENERGETICO PRINCIPAL EN EL CUALSE LOCALIZA EL ELECTRON DADO; ESTE NUMERO TAMBIEN EXPRESALA ENERGIA DE LOS NIVELES DENTRO DEL ATOMO.EL NUMERO CUANTICO n, PUEDE ASUMIR TEORICAMENTECUALQUIER VALOR ENTERO, DE 1 A INFINITO, AUNQUE CON 7VALORES (1,2,3,4,5,6, Y 7), ES POSIBLE SATISFACER A TODOS LOSATOMOS CONOCIDOS ACTUALMENTE.NUMERO CUANTICO SECUNDARIO (l): DETERMINA LA ENERGIAASOCIADA CON EL MOVIMIENTO DEL ELECTRON ALREDEDOR DELNUCLEO; POR LO TANTO, EL VALOR DEL l INDICA EL TIPO DESUBNIVEL EN EL CUAL SE LOCALIZA UN ELECTRON Y SE RELACIONACON LA FORMA DE LA NUBE ELECTRONICA.
  33. 33. LOS VALORES DE l ESTAN DETERMINADOS POR EL VALOR DE n;PARA CIERTO NIVEL, l, PUEDE ASUMIR CUALQUIER VALOR ENTERODESDE 0 HASTA n-1.ASI EN EL 1ER. NIVEL ENERGETICO SOLO HAY UN SUBNIVEL, ALCUAL l DA EL VALOR DE 0 Y LO REPRESENTA POR LA LETRA S (DELINGLES, SHARP)EN EL SEGUNDO NIVEL ENERGETICO HAY DOS SUBNIVELES, A LOSQUE l DA EL VALOR DE 0 Y 1; Y LOS REPRESENTA POR LASLITERALES: S Y P RESPECTIVAMENTE (P DEL INGLES PRINCIPAL).EN EL TERCER NIVEL ENERGETICO HAY TRES SUBNIVELES, A LOSQUE l DA EL VALOR DE 0, 1 Y 2; Y LOS REPRESENTA POR LASLITERALES; S, P Y D, RESPECTIVAMENTE (D DE DIFFUSE)
  34. 34. EN EL CUARTO NEIVEL ENERGETICO HAY CUATRO SUBNIVELES, ALOS QUE l, DA EL VALOR DE 0,1,2 Y 3; Y LOS REPRESENTA PORLAS LITERALES; S, P, D Y F RESPECTIVAMENTE ( F DEFUNDAMENTAL).PARA EL 5ª, 6ª Y 7ª NIVEL ENERGETICO, TEORICAMENTE HABRIA;5, 6 Y 7 SUBNIVELES RESPECTIVAMENTE, SOLO QUE , PARA LOSATOMOS CONOCIDOS, SON SUFICIENTES 4 SUBNIVELES EN EL 5ªNIVEL (S, P, D Y F); 3 SUBNIVELES PARA EL 6ª NIVEL (S, P Y D); Y2 NIVELES EN EL 7ª NIVEL ENERGETICO (S Y P)NUMERO CUANTICO MAGNETICO (m). REPRESENTA LAORIENTACION ESPACIAL DE LOS ORBITALES CONTENIDOS EN LOSSUBNIVELES ENERGETICOS, CUANDO ESTOS SE ENCUENTRANSOMETIDOS A UN CAMPO MAGNETICO.
  35. 35. LOS SUBNIVELES ENERGETICOS ESTAN FORMADOS PORORBITALES.UN ORBITAL (REEMPE) ES LA REGION DEL ESPACIO ENERGETICODONDE HAY MAYOR PROBABILIDAD DE ENCONTRAR UN ELECTRON.NUMERO CUANTICO ESPIN (s). (ALGUNOS AUTORES LOIDENTIFICAN POR LA LITERAL ms )ESTE NUMERO CUANTICO DESCRIBE LA ORIENTACION DEL GIRODEL ELECTRON. EXPRESA EL CAMPO ELECTRICO GENERADO POREL ELECTRON AL GIRAR SOBRE SU PROPIO EJE, QUE SOLO PUEDETENER DOS DIRECCIONES, UNA EN DIRECCION DE LASMANECILLAS DEL RELOJ, Y LA OTRA, EN SENTIDO CONTRARIO;LOS VALORES NUMERICOS PERMITIDOS SON +1/2 Y -1/2
  36. 36. Orbitales s y p
  37. 37. EN CADA ORBITAL PUEDE HABER COMO MAXIMO DOSELECTRONES, UNO CON GIRO POSITIVO Y EL OTRO CONGIRO NEGATIVO. LAS DOS ORIENTACIONES SE DESIGNANPOR LAS FLECHAS LAS CUALES REPRESENTAN ELGIRO DEL ELECTRON. SUBNIVEL NUMERO DE NUMERO DE ORBITALES ELECTRONES POSIBLES DEL SUBNIVEL S 1 ORBITAL S 2 p 3 ORBITALES P 6 d 5 ORBITALES d 10 f 7 ORBITALES f 14
  38. 38. CONFIGURACIONES ELECTRONICAS PRINCIPIO DE EXCLUSION DE PAULI: ESTE PRINCIPIO DETERMINA EL NUMERO POSIBLE DE ELECTRONES EN CUALQUIER NIVEL PRINCIPAL. SE DEBE A WOLFGANG PAULI (1900-1958), QUIEN ENCONTRO QUE CADA ELECTRON DEBIA TENER SU PROPIO CONJUNTO DE NUMEROS CUANTICOS Y ESTABLECE QUE: DOS ELECTRONES EN UN MISMO ATOMO NO PUEDEN TENER LOS CUATRO NUMEROS CUANTICOS IGUALESPOR TANTO, EL NUMERO MAXIMO DE ELECTRONES SE REPRESENTAPOR LA EXPRESION 2n²PARA n = 1 2(1)² = 2 electronesPara n= 2 2(2)² = 8 electronesPara n= 3 2(3)² = 18 electronesPara n= 4 2(4)² = 32 electrones
  39. 39. PRINCIPIO DE EDIFICACION PROGRESIVA LOS ELECTRONES DEBEN ACOMODARSE PRIMERO EN LOS ORBITALES DE MENOR ENERGIA, O SEA, AQUELLOS DONDE LA SUMA DE n + 1 SEA MENOR. ES DECIR: CADA NUEVO ELECTRON AÑADIDO A UN ATOMO ENTRARA EN EL ORBITAL DISPONIBLE DE MINIMA ENERGIA.LA SEPARACION DE ENERGIA EN LOS SUBNIVELES DE LOS ATOMOSPOLIELECTRONICOS ORIGINA QUE SE SUPERPONGAN OTRASLAPEN, EN VALOR DE ENERGIA, ORBITALES CON DIFERENTESVALORES DE n.
  40. 40. CONSIDERANDO LAS ENERGIAS RELATIVAS DE LSO ORBITALES DEUN ATOMO POLIELECTRONICO, EL ORDEN DE OCUPACION SERA ELSIGUIENTE:1s, 2s, 2p, 3s3p, 4s3d4p, 5s4d5p, 6s4f5d6p, 7s5f6d7pEnergìaEsta secuencia puede deducirse aplicando el siguientediagrama, conocido como la regla de las diagonales 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 7s 7p
  41. 41. PRINCIPIO DE MAXIMA MULTIPLICIDAD O REGLA DE HUNDDENTRO DE UN SUBNIVEL, LOS PRIMEROS ELECTRONESOCUPAN ORBITALES SEPARADOS Y TIENEN ESPINESPARALELOSEn otras palabras, los electrones entran de uno en uno en losorbitales que contienen la misma energía, cuando estos orbitales secompletan con un electrón, entonces cada uno de ellos se satura condos electrones en el mismo orden. ELECTRON DIFERENCIAL SE LLAMA ASI AL ULTIMO ELECTRON QUE SE ENCUENTRA EN UN ATOMO, DE ACUERDO CON LAS REGLAS DE OCUPACION DE LOS ORBITALES; ES DECIR, AQUELLO QUE DISTINGUE A UN ATOMO DE UN ELEMENTO DEL QUE LO PRECEDE EN LA CLASIFICACION PERIODICA
  42. 42. He 2s Ne 3s Ar 3d 4s Kr 4d 4f 5s Xe 5d 5f 6s Rn 6d 7s 7p DIAGRAMA ENERGETICO UTILIZADO POR KERNELAprovechando la propiedad que tienen los gases nobles de tener suultima orbita completa.

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