estructura atomica

QUÍMICA. 2º BACHILLERATO.

ESTRUCTURA DE LA MATERIA. MODELOS ATÓMICOS.
CLASIFICACIÓN PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS.
PROPIEDADES PERIÓDICAS.
Contenidos:
1) Introducción histórica.
2) Modelo atómico de Rutherford.
3) Teoría cuántica de Planck y efecto fotoeléctrico.
4) Espectros atómicos. Espectro del átomo de hidrógeno.
5) Modelo de Bohr-Sommerfeld.
6) Hipótesis de De Broglie. Principio deincertidumbre.
7) Modelo atómico de la mecánica ondulatoria. Orbital.
8) Números cuánticos y tipos de orbitales.
9) Principio de exclusión de Pauli. Principio de construcción. Principio de máxima
multiplicidad.
10) Clasificación periódica. Introducción histórica.
11) Clasificación periódica actual.
12) Relación entre clasificación periódica y configuración electrónica.
13) Propiedadesperiódicas y su variación dentro de la clasificación periódica.

1. INTRODUCCIÓN HISTÓRICA1
a) La divisibilidad del átomo (antecedentes)
Primer antecedente
Los experimentos que realizó Faraday hacia 1830 sobre la electrólisis sugirieron que los
átomos no eran tan simples e indivisibles como establecía la teoría de Dalton. En estos experimentos la
corriente eléctrica produce cambios químicosque indican una relación entre la electricidad y la
materia, es decir, los átomos deben poseer una estructura de naturaleza eléctrica.
Segundo antecedente
La clasificación periódica de los elementos, conocida en 1869, también apuntaba hacia la
complejidad del átomo.

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La introducción histórica y el modelo atómico de Rutherford que aparecen en estos apuntes son un resumen esquemático (ycompletado) del
Apéndice 5-1 del texto de J. Morcillo, Química, Ed. Anaya (1983). De este texto se han sacado también algunas de las figuras que hay en estos dos
apartados.

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b) Los rayos catódicos
Hasta finales del siglo XIX no se comprobó que el átomo era divisible. Esta conclusión vino del
estudio de las descargas eléctricas en los tubos de vacío. Veremos en primer lugar en quéconsisten
estos tubos.
Situación 1
Un tubo de vacío es un tubo de vidrio equipado con dos placas a modo de electrodos que
pueden conectarse a los dos polos de un generador.

Si se encierra en el tubo un gas, no observaremos fenómeno alguno, aunque apliquemos un alto
voltaje (los gases son aislantes). Pero al hacer el vacío manteniendo un voltaje elevado, el gas
comienza a conducir la electricidad,fenómeno que va acompañado de la emisión de luz (tubos
fluorescentes cuyo color depende del gas encerrado –neón: rojo anaranjado; argón: azul; vapor de
sodio: amarillo; vapor de mercurio: verdoso; etc.).
Situación 2.
Si el vacío se intensifica la luz desaparece. En estas
circunstancias puede verse una débil fluorescencia en la pared del
tubo opuesta al cátodo. Se supuso que la fluorescenciaera
producida por una radiación invisible que salía del cátodo: rayos
catódicos.
Propiedades observadas de los rayos catódicos.
- Al colocar cualquier objeto entre los electrodos aparece
una sombra.
- También se conoció que al colocar el tubo en el seno de
un campo eléctrico o magnético los rayos se desviaban,
demostrándose que no eran ningún tipo de luz sino que consistían
en un chorrode partículas cargadas negativamente (en el seno de
un campo eléctrico los rayos se desviaban hacia la placa positiva).

c) El electrón
En 1897 Joseph J. Thomson consiguió poner en claro la
naturaleza de los rayos catódicos. Para ello utilizó un tubo de vacío
que podía disponer de un campo eléctrico y otro magnético
perpendiculares. De este modo, los efectos podrían compensarse y
el haz derayos podría incidir en la pantalla sin desviación (ver
figura de la página siguiente).

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1º) Se gradúan los campos para que el haz no se desvíe. Así se calcula la velocidad de las partículas
v = E/B
siendo E y B las intensidades de los campos eléctrico y magnético.
2º) Si se desconecta el campo eléctrico, la fuerza magnética, que no está ahora compensada, hace el papel de fuerza...