Teoría cuántica

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Teoría Cuántica

La teoría Cuántica nace para explicar el comportamiento de las partículas submicroscópicas y además permite predecir y entender el papel que desempeñan los electrones en la química.

Radiación electromagnética

En 1813 James Maxwell demostró teóricamente que la luz visible consta de ondas electromagnéticas. Una onda electromagnética es una forma de energía que consiste encampos eléctricos y magnéticos que varían repetitivamente.

Una radiación electromagnética es una emisión de energía a través del espacio en forma de ondas.

Propiedades de las ondas

Onda: es una perturbación vibracional por medio de la cual se transmite energía.
Longitud de onda (l): es la distancia entre 2 puntos idénticos en ondas sucesivas.
Frecuencia (v): es el número de ondas quepasan a través de un punto específico en un segundo.
Amplitud: es la distancia vertical de la línea media de la onda a la cresta o valle.
Velocidad (c): depende del número de ciclos de la onda que pasa a través de un punto dado en un segundo.

Para una onda que viaja a una cierta velocidad (c), la longitud de onda (λ) y la frecuencia (v) se relacionan entre sí de acuerdo a la siguiente fórmula.Espectro electromagnético

Isaac Newton fue el primero que registró la separación de la luz solar en sus colores componentes al dejarlos pasar a través de un prisma. La luz solar contiene la radiación de longitud de onda más corta (UV) así como radiación de longitud de onda más larga (IR), ninguna de ellas puede detectarse por el ojo humano.

Efecto Fotoeléctrico

Con el modeloondulatorio de la luz, el electrodo negativo en el tubo al vacío está hecho de un metal puro (cesio). Cuando la luz de alta energía choca con el metal, se arrancan electrones de su superficie y se mueven hacia el electrodo positivo, dando así un flujo de corriente a través del circuito.

Espectros atómicos y la teoría de Bohr para el átomo de hidrógeno

En incandescencia (al rojo vivo) lossólidos, líquidos y gases a alta presión dan espectros continuos. Cuando a través de un gas a muy baja presión en un tubo vacío se pasa una corriente eléctrica, la luz que emite el gas se dispersa por un prisma en diferentes líneas, llamado espectro de emisión, el cual se describe como un espectro de líneas brillantes.

También se puede iluminar un gas con un haz de luz blanca y analizar el haz queemerge, encontrando que solo se han absorbido ciertas longitudes de onda. Las ondas que se absorben en este proceso de absorción son las mismas que las producidas en el espectro de emisión.

Un átomo de cada elemento tiene su propio espectro, ya sea de emisión o absorción, las cuales sirven para identificar diferentes elementos presentes en una muestra.

J.R.Rydberg descubrió a finales del sigloXIX que las longitudes de onda de las diferentes líneas del espectro del hidrógeno podían relacionarse por la ecuación matemática:

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En 1913, Niels Bohr escribió ecuaciones que describían al electrón de un átomo de hidrógeno moviéndose en torno al núcleo de un átomo en órbitas circulares, y sugirió que los electrones sólo pueden encontrarse en ciertas órbitas y que absorben o emitenenergía en cantidades moderadas cuando se mueven de una órbita a otra.

• Cuando un electrón cae de un nivel superior a uno inferior, emite energía y se le llama fotón; y el ∆E es negativo.

• Cuando un electrón se mueve de un nivel inferior a uno superior, absorbe energía y el ∆E es positivo.

Series de emisión del átomo de hidrógeno

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Naturaleza Ondulatoria del electrónLouis de Broglie sugirió que partículas muy pequeñas, como los electrones podían presentar propiedades ondulatorias. En 1925 De Broglie predijo que una partícula con una masa m y una velocidad v, tendría una longitud de onda de acuerdo a la siguiente ecuación:

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Descripción Mecanocuántica del átomo

La mecánica cuántica se basa en las propiedades ondulatorias de la materia y...
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