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Aero u1

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Material correspondiente a la primera unidad de química para ing. aeronautica

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Aero u1

  1. 1. I. NT. GERARDO ANTONIO MUÑOZ RODRÍGUEZ UNIDAD 1:Teoría Cuántica y Estructura Atómica 1 QUÍMICA
  2. 2. 1. El átomo y sus partículas subatómicas 1. Rayos catódicos y rayos anódicos 2. Radiactividad 2. Base experimental de la teoría cuántica 1. Teoría ondulatoria de la luz 2. Radiación del cuerpo negro y teoría de Planck 3. Efecto fotoeléctrico 4. Espectros de emisión y series espectrales 3. Teoría atómica de Bohr 1. Teoría Atómica de Bohr-Sommerfeld 4. Teoría cuántica 1. Principio de dualidad. Postulado de De Broglie 2. Principio de incertidumbre de Heisenberg 3. Ecuación de onda de Schrödinger 1. Significado físico de la función de onda 2. Números cuánticos y orbitales atómicos 2
  3. 3. 5. Distribución electrónica en sistemas polielectrónicos 1. Principio de Aufbau o de construcción 2. Principio de exclusión de Pauli 3. Principio de máxima multiplicidad de Hund 4. Configuración electrónica de los elementos y su ubicación en la tabla periódica 5. Principios de radiactividad 6. Aplicaciones tecnológicas de la emisión electrónica de los átomos 3
  4. 4. EL ÁTOMO Dalton Thompson Rutherford Bohr Shrödinger http://msjschemclass.blogspot.mx/2011/10/atom-models-and-periodic-trands.html?m=1 4
  5. 5. EL ÁTOMOY SUS PARTÍCULAS SUBATÓMICAS Átomo Protón NeutrónElectrón Partícula indivisible por métodos químicos, formada por un núcleo rodeado de electrones Átomo Partícula elemental con carga eléctrica negativa, que gira alrededor del átomo Electrón Partícula elemental sin carga eléctrica, que forma parte del núcleoNeutrón Partícula elemental con carga eléctrica positiva, que forma parte del núcleo Protón 5 www.rae.es
  6. 6. RAYOS CATÓDICOSY RAYOS ANÓDICOS Rayos catódicos • Flujo de electrones que viaja del cátodo hacia el ánodo debido a una corriente eléctrica Rayos anódicos • Flujo de iones positivos que viajan del ánodo hacia el cátodo debido a una corriente eléctrica 6 http://www.chemistry-assignment.com/anode-rays-or-canal-rays
  7. 7. RADIACTIVIDAD La radiactividad no depende de la forma física del cuerpo radioactivo, es una cualidad de algunos átomos. 7 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Nuclear/radact.html Partículas alfa • Partículas compuestas de dos neutrones y dos protones (núcleo de helio) Partículas beta • Emisiones de electrones durante la transformación de neutrón a protón o viceversa. Radiación gamma • Energía liberada desde el núcleo después de la emisión de partículas alfa y beta
  8. 8. TEORÍA ONDULATORIA DE LA LUZ Leyes de reflexión Leyes de difracción 8
  9. 9. TEORÍA ONDULATORIA DE LA LUZ 9 http://www.olympusmicro.com/primer/lightandcolor/particleorwave.html
  10. 10. RADIACIÓN DEL CUERPO NEGRO  Es una cavidad caliente donde hay radiación electromagnética en equilibrio con las paredes.  Si se hiciera un pequeño agujero que permita la salida de la radiación, el análisis de esta mostrara la misma distribución de frecuencias independientemente del material, solo cambiando en función de la temperatura. 10 Sepulveda S.Alonso; Los conceptos de la física: evolución histórica, pg 291
  11. 11. TEORÍA DE PLANCK  Planck descubrió por medio de sus experimentos que los átomos y las moléculas emitían radiación en cantidades discretas llamadas “cuantos”.  Propuso asi su teoría para determinar la energía emitida por medio de: 𝐸 = ℎ𝑣 11 http://www.fisicanet.com.ar/quimica/estructura_atomica/ap1/bohr07.gif
  12. 12. EFECTO FOTOELÉCTRICO ¿Ondas?¿Partículas? 12 http://ed.fnal.gov/projects/photoe_lab/graphics/animation.gif
  13. 13. ESPECTROS DE EMISIÓNY SERIES ESPECTRALES 13 https://i.stack.imgur.com/bPtWq.gifChang, R. , Química General; 7ma ed, pg 254
  14. 14. TEORÍA ATÓMICA DE BOHR-SOMMERFELD Orbitas elípticas Velocidad relativista 14 Los electrones giran alrededor del núcleo en orbitas Cada nivel u orbita le corresponde un valor de energía El electrón nunca caerá al núcleo
  15. 15. POSTULADO DE DE BROGLIE  Relaciona las ecuaciones de energía de un fotón con la ecuación de Energía de Einstein: 𝐸 = 𝑚𝑐2 = ℎ𝑐 𝜆 ⟹ 𝑚𝑐 = ℎ 𝜆 ⟹ 𝜆 = ℎ 𝑚𝑣 = ℎ 𝑝  Con lo que se concluye que a cualquier longitud de onda le corresponde una masa y viceversa 15
  16. 16. PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISENBERG 16  A partir de las ecuaciones de energía y de longitud de onda de de Broglie, establece la siguiente relación: ℎ = 𝐸𝜆 𝑐 y ℎ = 𝜆𝑝 𝐸 𝑣 = 𝜆𝑝  Concluyendo que por la medición de la posición y el momento, se lleva una incertidumbre en cada medición, por lo que es imposible determinar la posición y el momento de manera precisa.
  17. 17. ECUACIÓN DE ONDA DE SCHRÖDINGER  Schrödinger propuso una ecuación que no especificaba orbitas discretas, pero en cambio describía la onda asociada con el electrón. 𝜕2 Ψ 𝜕𝑥2 + 𝜕2 Ψ 𝜕𝑦2 + 𝜕2 Ψ 𝜕𝑧2 + 8𝜋2 𝑚 ℎ2 𝐸 − 𝑉 Ψ = 0  La ecuación de onda propuesta por Schrödinger considera la posición del electrón y la energía del mismo, tanto cinética como potencial. 17 Douglas, B., Conceptos y modelos de química inorgánica; 2da edición, pg 10, 1994.
  18. 18. PRINCIPIO DE AUFBAU  El llenado de los subniveles energéticos se lleva a cabo de menor a mayor energía 18 http://images.tutorvista.com/cms/images/81/energy-level-diagram-and-aufbau-principle.png
  19. 19. PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULLI  No es posible que dos electrones del mismo átomo posean los mismos 4 números cuánticos 19 1S 2S 2P 2P 2P N N
  20. 20. REGLA DE HUND  Establece que la distribución electrónica mas estable es la que cuenta con el mayor número de espines paralelos 20 1S 2S 2P 2P 2P N N N
  21. 21. CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DE LOS ELEMENTOS 21 https://image.slidesharecdn.com/clase-141210225755-conversion-gate02/95/clase01-tabla-periodica-13-638.jpg?cb=1418252323 2P3 Número cuántico n Número cuántico l Número de electrones en el orbital
  22. 22. PRINCIPIO DE RADIACTIVIDAD  Propiedad de ciertos cuerpos cuyos átomos, al desintegrarse espontáneamente, emiten radiaciones, y cuya unidad de medida en el sistema internacional es el becquerel. 22 www.rae.es http://profesores.fi-b.unam.mx/jlfl/Fundamentos/Radiaciones_residuos_aplicaciones.pdf

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