El tomo de hidr geno


UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MANABÍ

INSTITUTO DE CIENCIAS BÁSICAS
FISICA Y LABORATORIO IV

TRABAJO GRUPAL
Grupo # 8

TEMA: 6.3 NIVELES DE ENERGIA DEL ATOMO DE HIDROGENO. CUANTIZACION ESPACIAL: EFECTO ZEEMAN

RESPONSABLE:
Bravo Bravo Karina
Pico Zambrano Lissette Aracely
Vinces Laz Jessenia
Zambrano Zambrano Maria Gabriela

PARALELO: IV “A”

DOCENTE:
Ing. Leonardo Vera


EL ÁTOMO DE HIDROGENO
Elátomo de hidrógeno es el átomo más simple que existe y el único que admite una solución analítica exacta desde el punto de vista de la mecánica cuántica. El átomo de hidrógeno, es conocido también como átomo monoelectrónico, debido a que está formado por un protón que se encuentra en el núcleo del átomo y que contiene más del 99,945 % de la masa del átomo, y un sólo electrón -unas 1836 veces menosmasivo que el protón- que "orbita" alrededor de dicho núcleo (aunque también pueden existir átomos de hidrógeno con núcleos formados por un protón y 1 ó 2 neutrones más, llamados deuterio y tritio, respectivamente).

Representación simbólica del átomo de hidrógeno: núcleo (en rojo) y electrón (en negro el orbital atómico del electrón). La molécula estaría constituida por dos átomos de hidrógeno

Sepuede hacer una analogía pedagógica del átomo de hidrógeno con un Sistema Solar, donde el sol sería el único Núcleo atómico y que tiene la mayor cantidad de masa -concretamente es el 99,86 % del Sistema Solar- y en su órbita tuviera un solo planeta (Electrón) que conformaría el resto de la masa del Sistema (átomo de protio (1H)). Esto hace del hidrógeno el más simple de todos los elementos de latabla periódica de los elementos.
EL MODELO DE BOHR
Presentación del modelo de Bohr
En el modelo de Bohr semi-clásico, el electrón gira alrededor del núcleo en una órbita circular, como un planeta entorno al sol. Un electrón en órbita alrededor de un núcleo tendría que irradiar perdiendo energía bajo la forma de radiación y terminaría por caer en el núcleo. Este fenómeno no se produce porque losátomos son estables. Bohr supuso que existían ciertas órbitas en las cuales el electrón no emite radiación. Esta condición es válida cada vez que el momento de cantidad de movimiento del electrón es múltiplo entero de h/2π (donde h es la constante de Planck ): se notan 1,2,...,n las órbitas sucesivas permitidas. +

Aplicación al átomo de hidrógeno
Se considera el átomo de hidrógeno. Su electrón solo sepuede encontrar en una de esas órbitas. Cada órbita corresponde a un estado de energía del átomo : el nivel de energía más bajo, el nivel fundamental notado n=1, corresponde a la órbita más próxima del núcleo. Cuanto más grande sea n, mayor será el radio de la órbita, y mayor será la energía del átomo. El valor de n infinito corresponde a una órbita de radio infinito, o sea a la ionización delátomo. La energía correspondiente es de 13,6eV (nivel en electrón-voltios). El átomo de hidrógeno sólo puede emitir o absorber fotones con una energía bien definida.
Cuando un electrón cae de un nivel excitado a un nivel de menor energía, hay una emisión de radiación que transporta exactamente la energía correspondiente a la diferencia de energía de los dos niveles. Para que haya emisión esnecesario que la energía del nivel inicial sea mayor a la del nivel final, es decir En > Em, n siendo el nivel inicial y m el nivel final. La física cuántica demuestra que para el átomo de hidrógeno, la energía de los diferentes niveles de energía está definidos por la expresión siguiente:

Donde n entero está definido como la diferencia de niveles, Eo es la energía necesaria para ionizar el átomo dehidrógeno desde du estado fundamental (su valor es 13,6eV).
El fotón emitido tiene una energía igual a la diferencia de energía entre las dos órbitas, o sea Em-En. Esta energía corresponde, según la ecuación de Planck, (E=hν), a una onda electromagnética de frecuencia ν. El salto de energía se manifiesta por una línea de emisión en el espectro del átomo. Se deduce por lo tanto:


o



con la...