Estructura atomica

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Estructura Atómica Mecanica Cuántica y Estructura Atómica. Relaciones Periódicas


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Teoría de Bohr del átomo de hidrógeno La naturaleza dual del electrón Mecánica cuántica


Descripción mecánico-cuántica del átomo de hidrógeno


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Los números cuánticos Orbitales atómicos Las energías de los orbitales Configuración electrónica El principio deexclusión de Pauli Efecto de pantalla de los átomos polielectrónicos Regla de Hund El principio de construcción La tabla periódica Configuración electrónica de cationes y aniones Variación periódica de las propiedades físicas

Modelo atómico de Rutherford






Los átomos son esferas, prácticamente vacías, formadas por un núcleo cargado positivamente alrededor del cual se mueven los electronesIncompatible con la física clásica: Modelo Inestable!! Electrones caerían sobre el núcleo emitiendo energía de forma contínua

Cuantización de la energía
M. Planck (1900) introduce el concepto de cuantización de la energía: E = nh  donde n es un número entero positivo denominado número cuántico y h es la constante de Planck (6.626 x 10 -34 J.s)  Los átomos sólo pueden emitir o absorberciertas cantidades de energía denominadas cuantos (E = h ). Eátomo = Eradiación emitida (o absorbida) = nh La energía está cuantizada (Einstein)  Los pequeños paquetes de luz se denominan fotones Efotón = h = Eátomo


Los espectros atómicos




Los átomos emiten (o absorben) luz d¡scontinua ( sólo de algunas frecuencias o longitudes de onda ) Los espectros atómicos son discontinuos

El modelo atómico de Rutherford tampoco explica la discontinuidad de los espectros atómicos
NECESARIO NUEVO MODELO ATÓMICO

Nuevo modelo atómico








N. Bohr (1885-1962) sugiere un modelo para el átomo de H Combina las ideas de Planck y Einstein sobre la cuantización de la energía y las de la física clásica Propone un modelo planetario Explica el espectro de emisión del átomode H
Planck

Postulados de Bohr






El átomo de H sólo tiene ciertos estados de energía permitidos (estados estacionarios) asociados a una órbita circular alrededor del núcleo El átomo no irradia energía mientras se encuentre en algún estado estacionario El átomo cambia a otro estado estacionario sólo por absorción o emisión de un fotón cuya energía sea igual a la diferencia deenergía entre los dos estados
Efotón = EestadoA-EestadoB=h
Explica la discontinuidad de los espectros



Modelo de Bohr
Núcleo Electrón

Orbital

Niveles de energía

Modelo de Bohr: cuantización de r y E

Aumento de energía

n =5



n=4 n=3
n=2


n=1 Núcleo



El número cuántico n está asociado con r de la órbita. A menor n, menor radio. También con la energía(mayor n, mayor energía) n = 1 es el estado basal o fundamental n > 1 es un estado excitado

Modelo de Bohr: espectros de línea


El modelo de Bohr explica el espectro de líneas del átomo de H

Limitaciones del modelo de Bohr


Explica sólo el espectro del átomo de H No funciona para átomos polielectrónicos (atracciones e-núcleo y repulsiones e-e) Los electrones no “viajan” en órbitasfijas (r definidos)





Nuevo modelo atómico

Dualidad onda-partícula


1924 Louis De Broglie: si la luz tiene se comporta

como una corriente de partículas (fotones) los electrones pueden tener propiedades ondulatorias:
= h/mv



1927 Heisenberg: si una partícula se comporta

como una onda y viceversa, es imposible conocer simultáneamente la posición exacta y el momento(velocidad) de dicha partícula

Modelo mecánico-cuántico del átomo
La aceptación de la naturaleza dual de la materia y la energía – mecánica cuántica 1926, Schrodinger propone una ecuación que describe la energía y la posición de los electrones en un átomo (base del modelo atómico actual)





Operador hamiltoniano

Función de onda

Energía

Orbital atómico


La función...
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