El átomo
Páginas: 8 (1827 palabras)
Publicado: 29 de diciembre de 2011
MECATRÓNICA – QUÍMICA
TEMA 1: EL ÁTOMO
1.2 ¿En qué consiste el modelo atómico de Rutherford? ¿En qué experiencia está basado?
En que en el átomo existe un pequeño centro o núcleo en el que está concentrada casi toda la masa y toda la carga positiva en forma de protones, los electrones, de masa prácticamente despreciable y en número suficiente para neutralizar la carga positiva del núcleo,se encontraban girando a grandes distancias de éste.
Está basado en la explicación de los experimentos de dispersión de partículas alfa por láminas metálicas delgadas (cobre, plata, oro,…). Utilizando un dispositivo similar a éste:
En él, mediante una rendija de plomo se aísla un fino haz de partículas alfa procedentes de un elemento radiactivo (Ra o Po) con las que se bombardea una láminametálica muy fina (10-4- 10-5 cm de espesor); las partículas alfa dispersadas pueden observarse por el centelleo que producen al chocar con una película de ZnS. Prácticamente todas las partículas alfa atravesaban la lámina metálica sin sufrir desviación y algunas se desviaban un pequeño ángulo (1 ó 2 grados); sin embargo unas pocas (del orden de 1 de cada 105) sufrían desviaciones de casi 180º,como si rebotasen en la lámina metálica.
Las partículas alfa eran átomos de He doblemente ionizados animados de grandes velocidades por lo que este hecho sorprendió a los investigadores (era como si al disparar un proyectil contra una hoja de papel rebotase en ella y saliese despedido hacia atrás).
Las grandes desviaciones observadas sólo podían explicarse por choque contra una partícula de granmasa y elevada carga positiva, lo que sugirió a Rutherford su modelo de átomo.
1.4 Exponer los motivos por los que el modelo atómico de Rutherford no puede ser estable.
En el modelo atómico de Rutherford los átomos son como sistemas solares en miniatura, de forma que los electrones se mueven en órbitas alrededor del pequeño núcleo que los atrae, quedando la fuerza de atracción exactamentecompensada con la fuerza centrífuga. Este modelo (correcto desde el punto de vista mecánico) estaba en contradicción con la teoría electromagnética de MAXWELL, según la cual toda partícula que gira debe emitir energía radiante. De acuerdo con esto, un electrón girando alrededor de un núcleo deber perder gradualmente energía con lo que su órbita tendría forma de espiral, precipitándose hacia el núcleoy, por tanto, según el modelo de Rutherford el átomo sería muy inestable y emitiría energía continua.
1.8 ¿Qué es un espectro atómico? Señalar los nombres de las principales series de líneas espectrales en el átomo de hidrógeno.
La energía liberada al caer un electrón de una órbita activada a otra más cercana al núcleo (de menor o nula activación) se emite en forma de onda electromagnéticay su frecuencia viene dada por: E2 – E1 = hv (siendo E2 la energía en el nivel de partida, más alejada del núcleo, y E1 la del más cercano de llegada).
Así, cada órbita tiene un nivel de energía determinado y al pasar un electrón de un nivel a otro se emite o absorbe energía de frecuencia v. El conjunto de valores de energía emitidos es lo que constituye un espectro.
Series de líneasespectrales del átomo de hidrógeno:
* Si un electrón cae a la primera órbita, n=1, desde cualquiera otra: SERIES DE LYMAN.
* Si un electrón cae a la segunda órbita, n=2: SERIES DE BALMER.
* Si un electrón cae a la tercera órbira, n=3: SERIES DE PASCHEN.
* Si un electrón cae a la cuarta o quinta órbita, n=4 ó n=5: SERIES DE BRACKETT ó PFUND.
1.9 ¿En qué consiste el modelo atómico deSommerfeld?
Es un modelo que desarrolla dos perfeccionamientos a la teoría de Bohr, siendo el más importante admitir la posibilidad de órbitas elípticas además de las circulares propuestas por Bohr.
Según Sommerfeld, en el estado fundamental (n=1) sólo había una órbita circular, en los estados excitados había órbitas circulares y elípticas, así:
* n=1; una órbita circular.
* n=2;...
TEMA 1: EL ÁTOMO
1.2 ¿En qué consiste el modelo atómico de Rutherford? ¿En qué experiencia está basado?
En que en el átomo existe un pequeño centro o núcleo en el que está concentrada casi toda la masa y toda la carga positiva en forma de protones, los electrones, de masa prácticamente despreciable y en número suficiente para neutralizar la carga positiva del núcleo,se encontraban girando a grandes distancias de éste.
Está basado en la explicación de los experimentos de dispersión de partículas alfa por láminas metálicas delgadas (cobre, plata, oro,…). Utilizando un dispositivo similar a éste:
En él, mediante una rendija de plomo se aísla un fino haz de partículas alfa procedentes de un elemento radiactivo (Ra o Po) con las que se bombardea una láminametálica muy fina (10-4- 10-5 cm de espesor); las partículas alfa dispersadas pueden observarse por el centelleo que producen al chocar con una película de ZnS. Prácticamente todas las partículas alfa atravesaban la lámina metálica sin sufrir desviación y algunas se desviaban un pequeño ángulo (1 ó 2 grados); sin embargo unas pocas (del orden de 1 de cada 105) sufrían desviaciones de casi 180º,como si rebotasen en la lámina metálica.
Las partículas alfa eran átomos de He doblemente ionizados animados de grandes velocidades por lo que este hecho sorprendió a los investigadores (era como si al disparar un proyectil contra una hoja de papel rebotase en ella y saliese despedido hacia atrás).
Las grandes desviaciones observadas sólo podían explicarse por choque contra una partícula de granmasa y elevada carga positiva, lo que sugirió a Rutherford su modelo de átomo.
1.4 Exponer los motivos por los que el modelo atómico de Rutherford no puede ser estable.
En el modelo atómico de Rutherford los átomos son como sistemas solares en miniatura, de forma que los electrones se mueven en órbitas alrededor del pequeño núcleo que los atrae, quedando la fuerza de atracción exactamentecompensada con la fuerza centrífuga. Este modelo (correcto desde el punto de vista mecánico) estaba en contradicción con la teoría electromagnética de MAXWELL, según la cual toda partícula que gira debe emitir energía radiante. De acuerdo con esto, un electrón girando alrededor de un núcleo deber perder gradualmente energía con lo que su órbita tendría forma de espiral, precipitándose hacia el núcleoy, por tanto, según el modelo de Rutherford el átomo sería muy inestable y emitiría energía continua.
1.8 ¿Qué es un espectro atómico? Señalar los nombres de las principales series de líneas espectrales en el átomo de hidrógeno.
La energía liberada al caer un electrón de una órbita activada a otra más cercana al núcleo (de menor o nula activación) se emite en forma de onda electromagnéticay su frecuencia viene dada por: E2 – E1 = hv (siendo E2 la energía en el nivel de partida, más alejada del núcleo, y E1 la del más cercano de llegada).
Así, cada órbita tiene un nivel de energía determinado y al pasar un electrón de un nivel a otro se emite o absorbe energía de frecuencia v. El conjunto de valores de energía emitidos es lo que constituye un espectro.
Series de líneasespectrales del átomo de hidrógeno:
* Si un electrón cae a la primera órbita, n=1, desde cualquiera otra: SERIES DE LYMAN.
* Si un electrón cae a la segunda órbita, n=2: SERIES DE BALMER.
* Si un electrón cae a la tercera órbira, n=3: SERIES DE PASCHEN.
* Si un electrón cae a la cuarta o quinta órbita, n=4 ó n=5: SERIES DE BRACKETT ó PFUND.
1.9 ¿En qué consiste el modelo atómico deSommerfeld?
Es un modelo que desarrolla dos perfeccionamientos a la teoría de Bohr, siendo el más importante admitir la posibilidad de órbitas elípticas además de las circulares propuestas por Bohr.
Según Sommerfeld, en el estado fundamental (n=1) sólo había una órbita circular, en los estados excitados había órbitas circulares y elípticas, así:
* n=1; una órbita circular.
* n=2;...
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