Magnitudes atómicas Los átomos están compuestos por tres tipos de partículas: protones, neutrones y electrones. Partícula Carga eléctrica (C) Masa (g) Descubridor, año Protón +1,602 ? 10-19 1,673 ? 10-24 Rutherford, 1918 Electrón -1,602 ? 10-19 9,109 ? 10-28 Joseph J. Thomson, 1897 Neutrón 0 1,675 ? 10-24 James Chadwick, 1932 Número atómico, Z, es el número de protones en el núcleo. Número másico, A, es el número de partículas en el núcleo. Un átomo puede perder o ganar electrones, queda con carga eléctrica y se considera ion. Isótopos. Para un mismo elemento los átomos pueden tener diferente número másico. Estos son isótopos entre sí. Historia de los modelos atómicos El modo en que comprendemos cómo son los átomos ha cambiado a lo largo de la historia. Estos cambios son fruto del método científico. Modelo atómico de Rutherford 1. La mayor parte de la masa y toda la carga positiva del átomo están concentradas en una región muy pequeña denominada núcleo. 2. La magnitud de la carga positiva identifica cada átomo. 3. Alrededor del núcleo se mueven los electrones en un número igual al de unidades positivas en el núcleo, así el átomo es eléctricamente neutro. Orígenes de la teoría cuántica La hipótesis de Planck expresa que a una radiación de frecuencia f le corresponde una energía E: E = h ? f ? ? h 6,626 10 J s 34 = - Efecto fotoeléctrico: se produce emisión de electrones cuando se alcanza una frecuencia mínima, denominada frecuencia umbral, f0. Por debajo de esa frecuencia no se produce emisión de electrones. Albert Einstein propuso en 1905 que la luz está constituida por partículas denominadas fotones, cuya energía viene dada por la ecuación de Planck. Espectros atómicos La ecuación generalizada para las líneas espectrales en el átomo de hidrógeno toma la expresión: ? R n n 1 1 1 1 2 2 2 m = - f p siendo n1 < n2. R: constante de Rydberg, de valor 1,097 ? 107 m−1. Modelo atómico de Bohr 1.er postulado. El electrón gira alrededor del núcleo en órbitas circulares sin emitir energía. 2.o postulado. Solo son posibles las órbitas en las que el momento angular L del electrón es múltiplo entero de h/2p. El número n es el número cuántico principal. ? L n h 2p = 3.er postulado. La energía sobrante al pasar un electrón desde una órbita a otra de menor energía se emite en forma de un fotón. Estos fotones son los responsables de los espectros de emisión. n1 = 6 n1 = 5 n1 = 4 n1 = 3 6 5 4 3 2 1 Modelo de Bohr-Sommerfeld El número cuántico principal, n, toma valores n = 1, 2, 3, 4... El número cuántico secundario, l, puede adquirir valores: l = 0, 1, 2, 3… (n - 1). El número cuántico magnético, ml, toma valores relativos al número cuántico secundario: ml = -l…, 0…, +l. El número cuántico de espín, ms, solo puede adquirir dos valores: -1/2 y +1/2. Mecánica cuántica Dualidad onda-corpúsculo: las partículas pueden comportarse como ondas con longitud de onda asociada: l ? m v h = Principio de indeterminación de Heisenberg: no es posible determinar simultáneamente el momento lineal y la posición: D ? D p 4 x p h $ Orbital: zona del espacio en la que la probabilidad de encontrar al electrón es máxima. Configuración electrónica Principio de exclusión de Pauli: no puede haber dos electrones en el mismo átomo con iguales números cuánticos. Regla de la máxima multiplicidad de Hund: los electrones se alojan en orbitales degenerados, con igual energía (p, d o f), ocupando el mayor número posible de ellos. De esta forma quedan electrones desapareados. R E C U E R D O L O A P R E N D I D O 1 33
RkJQdWJsaXNoZXIy