Magnituds atòmiques Els àtoms estan compostos per tres tipus de partícules: protons, neutrons i electrons. Partícula Càrrega elèctrica (C) Massa (g) Descobridor/any Protó +1,602 ? 10-19 1,673 ? 10-24 Eugene Goldstein 1886 Electró -1,602 ? 10-19 9,109 ? 10-28 Joseph J. Thomson 1897 Neutró 0 1,675 ? 10-24 James Chadwick 1932 Nombre atòmic, Z, és el nombre de protons del nucli. Nombre màssic, A, és el nombre de partícules del nucli. Ions, un àtom pot perdre o guanyar electrons, queda amb càrrega elèctrica i es considera ió. Isòtops, per a un mateix element els àtoms poden tenir diferent nombre màssic. Aquests són isòtops entre sí. Història dels models atòmics La manera en què comprenem com són e l s àtoms ha canv i at a l l l arg de l a hi stòr i a. Aquests canv i s són f rui t de l mètode c i ent í f i c. Model atòmic de Rutherford 1. La major part de la massa i tota la càrrega positiva de l’ àtom estan concentrades en una regió molt petita anomenada nucli. 2. La magnitud de la càrrega positiva identifica cada àtom. 3. Al voltant del nucli es mouen els electrons en un nombre igual al d’unitats positives del nucli, així l’ àtom és elèctricament neutre. Orígens de la teoria quàntica La hipòtesi de Planck expressa que a una radiació de freqüència f li correspon una energia: E = h ? f ? ? h 6,626 10 J s 34 = - Efecte fotoelèctric: es produeix emissió d’electrons quan s’aconsegueix una freqüència mínima, que és el llindar de freqüència, f0. Per sota d’aquesta freqüència no es produeix emissió d’electrons. Albert Einstein va proposar el 1905 que la llum està constituïda per partícules anomenades fotons, l’energia de les quals ve donada per l’equació de Planck. Espectres atòmics L’equació generalitzada per a les línies espectrals en l’ àtom d’hidrogen s’expressa: ? R n n 1 1 1 1 2 2 2 m = - f p sent n1 < n2. R: constant de Rydberg, amb valor 1,097 ? 107 m−1. Model atòmic de Bohr Primer postulat. L’electró gira al voltant del nucli en òrbites circulars sense emetre energia. Segon postulat. Només són possibles les òrbites en què el moment angular de l’electró és múltiple enter de h/2π. El nombre n és el nombre quàntic principal. ? L n h 2p = Tercer postulat. L’energia sobrant d’un electró que passa des d’una òrbita a una altra de menor energia s’emet en forma d’un fotó. Aquests fotons són els responsables dels espectres d’emissió. n1 = 6 n1 = 5 n1 = 4 n1 = 3 6 5 4 3 2 1 Model de Bohr-Sommerfeld El nombre quàntic secundari, l, pot adquirir valors: l = 0, 1, 2, 3, … (n - 1). El nombre quàntic magnètic, ml, pren valors relatius al nombre quàntic secundari: ml = -l, …, 0, …, +l. El nombre quàntic de spin, ms, només pot adquirir els valors: -1/2 i +1/2. Mecànica quàntica Dual i tat ona-corpuscle: l es par t í cul es poden compor tar-se com a ones amb long i tud d’ona assoc i ada: l ? m v h = Principi d’indeterminació: no és possible determinar simultàniament moment lineal i posició: D ? D p 4 x p h $ Orbital: zona de l’espai on la probabilitat de trobar l’electró és màxima. Configuració electrònica Principi d’exclusió de Pauli: no pot haver-hi dos electrons en el mateix àtom amb els mateixos nombres quàntics. R e g l a d e l a mà x i ma mu l t i p l i c i t a t d e Hund : e l s e l e c t r o n s s ’ a l l o t g e n e n o r b i t a l s d e g e n e ra t s, amb i g u a l e n e r g i a ( p, d o f ) , o c u p a n t - n e l a mà x i ma q u a n t i t a t p o s s i b l e, d ’ a q u e s t a ma n e ra q u e d e n e l e c t r o n s d e s a p a r e l l a t s. R E C O R D O E L Q U E H E A P R È S 1 33
RkJQdWJsaXNoZXIy