Recordando. Primer Modelo atómico (1900) Segundo Modelo atómico (1910) J. J. Thomson Budín de pasas. E. Rutherford Modelo planetario

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1 ANTECEDENTES DEL MODELO ACTUAL DEL ATOMO Raquel Villafrades Torres Universidad Pontificia Bolivariana Química General Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

2 Primer Modelo atómico (1900) Recordando J. J. Thomson Budín de pasas Segundo Modelo atómico (1910) E. Rutherford Modelo planetario Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

3 Qué ocurrió después? Tercer Modelo atómico (1913) El electrón describe orbitas circulares alrededor del núcleo n= n=4 n=3 n=2 Niels Böhr El modelo de Böhr tuvo varios antecedentes importantes Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

4 ANTECEDENTES DEL MODELO DE BOHR Teoría Cuántica de Max Planck (1900) Todo material sólido cuando se calienta cerca de 1600 ºC emite luz visible Planck examinó los datos de radiación que emitían los sólidos a diferentes temperaturas y descubrió que los átomos y las moléculas emiten o absorben energía en forma de pequeños paquetes a los que llamó cuantos Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

5 ANTECEDENTES DEL MODELO DE BOHR Teoría Cuántica de Planck (1900) Para comprender la teoría cuántica de Planck es necesario tener cierto conocimiento sobre la naturaleza de las ondas Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

6 ANTECEDENTES DEL MODELO DE BOHR Teoría Cuántica de Planck (1900) cuanto: mínima cantidad de energía que se podía emitir o absorber en forma de radiación electromagnética. La energía E de un solo cuanto de energía está dada por: E=hν h = Constante de Planck = * J s ν = frecuencia Hz o s -1 Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

7 ANTECEDENTES DEL MODELO DE BOHR Einstein i y el efecto fotoeléctrico t (1905) La luz tiene: 1. Naturaleza de onda 2. Naturaleza de partícula Einstein llamó a los cuantos por el nombre de fotones (partículas de luz) y usó la ecuación de Planck para hallar la energía de un solo fotón: E fotón = hν h = Constante de Planck = * J s ν = frecuencia Hz o s -1 Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

8 MODELO DE BOHR (1913) Puesto que la luz es producida por la materia y, ésta se compone de átomos, un modelo atómico debe explicar la forma como la materia emite y absorbe luz Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

9 MODELO DE BOHR (1913) Bohr estudió el espectro de emisión del Hidrógeno Espectro de los átomos de hidrógeno Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

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11 MODELO DE BOHR (1913) 1. Los electrones (e - ) sólo pueden tener valores específicos de energía. 2. Cuando existe una emisión de luz, los electrones se mueven deun nivel de energía mayor a otro menor. En caso contrario hay absorción de luz. 3. La energía que tiene el electrón en el átomo de H está dada por: 1 E n =-R H ( ) n 2 n(número cuántico) = 123 1,2,3, R H (Constante de Rydberg) = 2.18 x J

12 MODELO DE BOHR (1913) E = hν E = hν

13 n i = 3 n i = 3 i n i = 2 n f = 2 i E fotón = ΔE = E f -E i 1 E f = -R H ( ) n 2 f 1 E i = -R H ( ) n 2 i 1 1 n 2 n ΔE = R H ( ) i n 2 f n f = 1 n f = 1

14 Calcule la longitud de onda de un fotón emitido por un átomo de hidrógeno cuando el electrón cambia del 5 al 3 er nivel de energía. E fotón = fotón 1 1 n 2 n 2 ΔE = R ( ) H E fotón = 2.18 x J x (1/25-1/9) E fotón = ΔE = x J E fotón = h x c /λλ λ = h x c / E fotón i λ = 6.63 x (J s) x 3.00 x 10 8 (m/s)/1.55 x J λ = 1280 nm f

15 NATURALEZA DUAL DE LA MATERIA (1924) onda Louis de Broglie Partícula Si la energía tiene propiedades d de onda y de partícula a la vez, POR QUÉ UNA PARTICULA MATERIAL (que tenga masa) NO PUEDE TENER PROPIEDADES DE ONDA Y DE PARTICULA A LA VEZ Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

16 NATURALEZA DUAL DE LA MATERIA (1924) onda Partícula Por su respuesta, Louis de Broglie ganó el Premio Nobel de Física en 1929 TODA PARTICULA DE MATERIA ESTA RELACIONADA CON UNA ONDA QUE LA GUIA AL MOVERSE Todos los cuerpos: electrones, protones, átomos, ratones, soles y nosotros tenemos una longitud de onda según la siguiente ecuación: λ =h/mv λ = Longitud de onda h = Constante de Planck m = masa del cuerpo (kg) V = velocidad (m/s) Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

17 Cuál es la longitud de onda de De Broglie (en nm) de unapelota de pingpong de 2.5 gramos de masa que tiene una velocidad constante de 15.6 m/s? λ = h/mv h en J s m en kg λ = 6.63 x /(2.5x10-3 x 15.6) λ = 1.7 x m = 1.7 x nm v en (m/s)

18 PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE (1926) Werner Heisenberg (Premio Nobel de Física en 1932) Es inherentemente imposible determinar simultáneamente, y con precisión, la trayectoria y la posición de una partícula submicroscópica como o el electrón ect Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

19 . El planteamiento de De Broglie y el principio de incertidumbre de Heisemberg prepararon la escena para una nueva teoría de la estructura atómica que tiene aplicación más amplia. En este nuevo enfoque, se abandona cualquier intento por definir precisamente la ubicación y la trayectoria instantánea de los electrones. Se reconoce la naturaleza ondulatoria del electrón y su comportamiento se describe en términos apropiados para las ondas. El resultado es un modelo que describe con precisión la energía del electrón y describe su ubicación en términos de probabilidades Modelo Actual del átomo (1926) E. Schrodinger Modelo mecánico de onda

20 GRACIAS POR SU ATENCION Química General Ingeniera Química Raquel Villafrades Torres Abril de 2009

21 Propiedades de las ondas Una onda es una alteración vibrátil mediante la cual se transmite la energía. Longitud de onda (λ) es la distancia que existe entre dos puntos idénticos en una serie de ondas. Amplitud: Distancia vertical desde el punto medio de la curva hasta una cresta (punto máximo) o un valle (punto mínimo).

22 Propiedades de las ondas Longitud dde onda La frecuencia (ν) es el número de ondas que pasan por un determinado punto en un intervalo de 1 segundo. (1 Hertz = s -1 ). Velocidad = λ x ν

23 Maxwell (1873), estableció que la luz está formada por ondas electromagnéticas Radiación electromagnética Emisión y transmisión de energía por medio de ondas electromagnéticas. Velocidad de la luz (C) = 3.00 x 10 8 m/s Toda radiación electromagnética viaja a la velocidad de la luz y se cumple que: λ x ν = c

24 Espectro Electromagnético La clasificación de las ondas electromagnéticas según su frecuencia constituye el espectro electromagnético

25 La longitud de onda de la luz verde de un semáforo está alrededor de 522 nm, cuál es la frecuencia de esta radiación? ν = c/λ λ x ν = c ν = 3.00 x 10 8 m/s / 5.22 x 10-7 m ν = 5.75 x Hz

26 Un fotón tiene una frecuencia de 6.0 x 10 4 Hz. Dt Determine la longitud itdde onda del dlftó fotón. Se encuentra esta frecuencia dentro de la región visible? λ x ν = c λ = c/ν λ = 3.00 x 10 8 m/s / 6.0 x 10 4 Hz λ = 5.0 x 10 3 m λ = 5.0 x nm λ ν Onda de radio

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