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    TeoraatmicadeDalton

    ESTRUCTURAATMICAESTRUCTURAATMICA

    I) Naturaleza elctrica de la materia

    Determinacin de la carga del electrn

    Modelo de tomo de Thompson (1897)

    II)RadiactividadIII)Dispersindepartculas

    Modelo nuclear del tomo de Rutherford (1911)

    IV)Istopos

    V)Espectroscopa

    ModelonucleardeltomodeRutherford (1911)

    ModeloatmicodeBohr

    Modeloatmicomoderno

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    I)Naturalezaelctricadelamateria

    Conduccinelectrolticadelacorrienteelctrica

    ObservacionesdeFaraday

    i

    y

    Seproducencambiosqumicosensolucionesacuosascuandocirculaatravsdeellasunacorrienteelctricai

    S

    Thompson (1897)

    Tubosdedescarga

    PlacadeZnS

    +-

    N

    altosvoltajesybajaspresiones(104 Torr)

    Elgasconducelacorrienteelctricamediantelos

    rayos catdicos viajanenlnearecta tienenmasa son ELECTRONES

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    De otras experiencias con tubos de descarga conteniendo H2 a

    Determinadaestudiandolamagnituddeladesviacinenelcampomagntico.

    q/m=1,76108 coul/g

    DeotrasexperienciascontubosdedescargaconteniendoH2 abajaspresiones

    Se descubrieron partculas con masa igual a la del tomo deH y carga igual a la del e con signo opuesto

    PROTONESe- distribuidos al azar, compensando

    ModelodetomoThompsonUna esfera con carga distribuida uniformemente

    compensando las cargas.

    Determinacindelacargadelelectrn

    ExperimentodelagotadeaceitedeMillikan

    Pudocalcular

    q=1,6.1019 C

    m=9,11028 g

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    II)RADIACTIVIDADBecquerel

    Existenelementos(U,Th,Ra,etc)queemitenradiacinespontneamente

    Radiacin : l d H t l d 4 l d l HRadiacin :ncleosdeHe:partculasdemasa4vecesladelHycon2cargas

    Radiacin :partculasconcargaymasaigualalelectrnRadiacin:Radiacinelectromagnticadebaja yaltaenerga

    (>queRx)

    III)DispersindepartculasModelonucleardeltomodeRutherford

    Emisordepartculas

    Pantalladetectora

    hojadeororanura

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    Observ:lamayoradelaspartculasnosedesviaba

    unaspocaspartculas rebotabanenlalmina

    Partculas

    comosihubieraninteractuadoconunagranmasaycarga+

    ncleos

    Partculas incidentes

    slo una fraccin muy pequea de todo el volumen concentra toda la masa.

    tomos de oro

    Rutherford propone Modelo nuclear del tomo

    tomoconstituidopor1ncleodondeseconcentratodalamasa+,delordende1012 cm

    e-Lose giranalrededor(comounsistemasolar)

    Lostomossonneutros

    100m(25pisos)

    =1cm

    n e =n protonesNcleo = 10-12 cmtomo = 10-8 cm

    Ncleo 10000vecesmenorquetomo

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    Z = n protones = n total de cargas en el ncleo

    nmeroatmico determinasuidentidad

    np = ne- A= Z + Np e

    nmerodemasa =n protones+n neutrones

    NEUTRONES descubiertosporChadwich (1932)

    Partculasincargaymasaligeramentesuperioralprotn.

    Simbolismodelaspartculassubatmicas

    m q

    0 -1 e0carga masa

    A

    0 -1 e1 +1 p

    1 0 n

    -11

    +1

    10

    electrn -1,6.10-19C 9,1.10-28 g

    protn +1,6.10-19C 1,87.10-24g

    neutrn - ~1,87.10-24g

    Na = 11 + 12p1 +1

    n1 0

    2311

    AZ X

    n 10p 1

    +114

    7N = 7 + 7

    Simbolismo del ncleo

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    IV)ISTOPOS

    Todoslostomosdeunelementonosonestrictamenteiguales loselementos enlanaturaleza,comounamezcla de 2 o ms istoposmezclade2omsistopos

    tomosde1elementoquecontienenel

    mismonmerodeprotones(Z)y nmerodeneutrones

    varasumasa

    Lamasaatmicade1elementoesunpromedioenmasadelosistopos.

    Ej.: El elemento Boro tiene 2 istopos: 105B y 115B, laabundancia del 105B es 20 %. Cul es la masa atmica del boro?Si sus masas en la escala del 12C son 10 01 y 11 01Si sus masas en la escala del C son 10,01 y 11,01respectivamente.

    MA (Boro) =10,01x0,20+11,01x0,80=10,81

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    V)ESPECTROSCOPAestudialaluzemitidaporsistemasmaterialesendistintascondicionesexperimentales.

    Cadaelementosecaracterizaporsuespectrodelneas

    pelicula fotografica

    Es una propiedad especfica de los elementos

    Espectro de emision atomica

    Bohr

    consigue explicar laslneas de absorcin delhidrgeno, aplicando

    LaTeoracunticadelaradiacin

    formulada por Planck (1900) Postula la discontinuidad de la Energa

    Toma en cuenta la Naturaleza dual de la luz

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    Amplitud

    longitud de onda

    LUZ

    La luz es la energa que se desplaza con movimiento ondulatorio

    formada por partculas o fotones(cuanto)

    PlanckcadafotntieneunaenergaEfotn =h

    comportamiento ondulatorio

    g fotn

    Un cuerpo no emite ni absorbe energa en forma continua sino quelo hace en forma de cuantos (paquetes) de energa luminosa

    h = constante de Planck = 6,63.10-34 J.s=frecuencia=c/

    ModeloatmicodeBohrProponeunmodelotericoqueexplicalasexperienciasde

    espectroscopa.

    Postula:Los e se mueven en rbitas de energa fija (estable)

    h2

    Lose semuevenenrbitas deenergafija(estable)EstasrbitassonnivelesestacionariosdeE

    Sonlosnicospermitidosparaqueele seubique

    LaEdele estcuantizada(restingida)

    Los niveles de E permitidos2

    h1

    ncleon2n1

    El tomo posee niveles discretos de energa

    Los niveles de E permitidoslos indic con nn = nmero cuntico principal

    Los e- pasan a otro nivelabsorbiendo o emitiendoenerga en forma de fotn.

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    MODELO ATMICO MODERNOModeloMecnicocuntico

    Actualmenteparaexplicarelcomportamientodelostomosseutilizalamecnicaondulatoria

    Seoriginaen

    = h/ m v

    g

    unahiptesisformuladapordeBroglie (1924)

    As como la luz presenta comportamiento tantocorpuscular como ondulatorio, cualquier partcula,en circunstancias adecuadas puede mostrarpropiedades ondulatorias

    Toda la materia tiene propiedades ondulatorias, pero stas son notables sloen partculas pequeas (de masa muy chica), sino la asociada es muypequea (indetectable)

    longituddeondaasociadaalapartculaenmovimiento

    Es imposible determinar con exactitud el momento (velocidad)

    ModeloMECNICOCUNTICOPrincipio fundamental de la Mecnica Cuntica:Principio de Incertidumbre de Heisemberg

    y la posicin de un electrn de manera simultnea

    (1926) Erwin Schredingerpropuso una Ecuacin matemtica (de la Mecnica Cuntica)

    Ecuacin de ONDA referida al sistema formado porun ncleo y 1e- en movimiento.y

    2 + 2 + 2 + 8p2m(EU) = 0 x2 y2 z2 h2

    alresolverlaobtuvounconjuntodefuncionesmatemticas

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    =funcionesdeondaorbital describenelmovimientoyestadoenergticodelelectrn

    2 probabilidaddeencontrar1e enunaciertaregindelespacio

    ORBITAL: funcin de onda de loselectrones en los tomos

    Paratenerunaimagenfsicadelmovimientoelectrnicosuelerepresentarseunaregindelespacio:

    D l l i d l E d S h diDe la resolucin de la Ec de Schredingersurgen valores numricos:los nmeros cunticos

    A cada uno de ellos se le puede atribuir unsentido fsico

    nTomavaloresenterospositivos1,2,3..

    NMEROSCUNTICOS

    n cunticoprincipalnivelenergticodelelectrn

    relacionadoconlaenerga asociadaale yconelvolumenotamaodelorbital.

    ll = 0 1 2 3

    s p d fn cunticoazimutal osecundario

    (formadelorbitalysubniveldeenergia)

    valores:desde0hasta(n1)estcaracterizadoporletras

    para n =1 l = 0 (1 s)para n =1 l = 0 (1 s) n = 2 l =0 (2 s)

    l = 1 (2p)

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    m n cunticomagntico

    relacionadoconlaorientacinespacialdelorbitaltomavalores:l.0+l

    l=0m =0l = 1 m = 1 m = 0 m = +1l =1m =1m=0m=+1(elorbitalppuedeorientarsede3formasdistintas)

    l=2m=2,1,0,1,2

    (5orientacionesespaciales)

    px,py,pz estnasociadosaunmismovalordeenerga

    orbitales degeneradosespaciales) g

    n cuntico spin el e se comporta como siestuviera girando sobre s mismo.

    Valores : o + (indican el sentido de giro)

    s

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    Describeelordenamientoelectrnicoparacadatomo

    CONFIGURACINELECTRNICA

    PrincipiodeExclusindePauli PrincipiodeConstruccinordenada RegladeHund

    PrincipiodeExclusindePauli:

    Cada e- de un tomo est descripto por un conjunto de 4 nmeros cunticos

    sujetos a una restriccin expresada por el

    En un tomo no existen 2 e- cuyos 4 nmeroscunticos sean iguales

    cada e- tiene su nombre que lo caracteriza y es nico

    En un orbital slo hay 2 e- como mximo

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    1s

    2s2p

    3s 3p 3d

    Principio de construccin ordenada

    Regla nemotcnica

    3s3p3d

    4s4p4d4f

    5s5p5d5f

    6s6p6d

    7s 7p

    1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s 3d, 4p, 5s 4d, 5p, 6s, 4f, 5f..

    7s7p

    Cd (48) 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d10 4p6 5s2 4d10

    [Kr] 5s2 4d10

    Configuracinelectrnica

    n de e-Para el tomo de H:1s1

    n l = 0

    Li (Z = 3) 1 s2 2 s1 o 1 s 2 s

    B ( Z = 5) 1s2 2s2 2 p1

    ( ) p

    C (Z= 6) 1 s2 2 s2 2 p2

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    L t d di ti t bit l d l i b i l

    ReglademximamultiplicidaddeHund

    Los e- tendern a ocupar distintos orbitales del mismo subniveldentro de un orden de llenado que permite la mxima cantidad deorbitales semillenos

    N (z = 7) 1 s2 2 s2 2 p3

    Ca ( z = 20) 1 s2 2 s2 2 p63s2 3p6 4s2

    Configuracinindicandolosnmeroscunticos

    N(z = 7)Electrn n l m s configuracin e-

    1 2 1 0 0 1/2 1 21 y 2 1 0 0 +1/2 1s21 0 0 -1/2

    3 y 4 2 0 0 +1/22 0 0 -1/2 2s2

    5,6 y 7 2 1 -1 +1/2 2px12 1 0 +1/2 2py12 1 +1 +1/2 2pz1

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