Estructura electrónica de los átomos

Alumno: Carlos Antonio Hernández
Cuenta: 20142002361
Lista: 22

Estructura electrónica de los átomos

6.1 La naturaleza ondulatoria de la luz

Aprenderemos que la luz (energía radiante, o radiación electromagnética) tiene
propiedades ondulatorias y, por lo tanto, se caracteriza por su longitud de onda,
frecuencia y velocidad.
La estructura electrónica de un átomo describe las energías y elarreglo de los electrones
alrededor del átomo. Mucho de lo que se conoce acerca de la estructura electrónica de
los átomos se obtuvo mediante la observación de la interacción de la luz con la materia.
La luz visible y otras formas de radiación electromagnética (también conocida como
energía radiante) se mueven a través del vacío a la velocidad de la luz, c = 3.00 X 108
m/s. La radiación electromagnéticatiene tanto una componente eléctrica como una
componente magnética que varía periódicamente de manera ondulatoria. La
característica ondulatoria de la energía radiante le permite ser descrita como longitud de
onda, A, y frecuencia, y, las cuales están interrelacionadas: c = Av.

6.2 Energía cuantiada y fotones
Veremos que diversos experimentos indican que la radiación electromagnética presentatambién propiedades de partícula y puede describirse en términos de fotones, "partículas"
de luz.
Planck propuso que la cantidad mínima de energía radiante que un objeto puede ganar
o perder está relacionada con la frecuencia de la radiación: E = ha. A esta cantidad más
pequeña se le llama cuanto de energía. A la constante h se le llama constante de Planck:
h = 6.626 X 10” 34 J-s. En la teoríacuántica, la energía esta cuantiada, lo que significa
que solo puede contener ciertos valores permitidos. Einstein utilizo la teoría cuántica para
explicar el efecto fotoeléctrico, la emisión de electrones de la superficie de un metal
mediante una luz. Propuso que la luz se comporta como si consistiera en paquetes de
energía cuantizados llamados fotones. Cada fotón transporta energía, E = h v.

6.3Espectros de líneas y el modelo de Bohr

Analizaremos el hecho de que los átomos emiten luz de colores característicos (espectros
de líneas), cuando se les estimula adecuadamente. Los espectros de líneas proporcionan
claves sobre el acomodo de los electrones en los átomos. Los experimentos muestran
que los electrones existen solo en ciertos niveles de energía alrededor de un núcleo, y
que la energíaestá relacionada con el movimiento que realiza un electrón de un nivel a
otro. El modelo atómico de Bohr representa al átomo como un sistema solar en miniatura,
en el que el núcleo del átomo seria el "Sol" alrededor del cual orbitan los electrones, como
lo hacen los planetas.
La dispersión de la radiación en sus longitudes de onda componentes produce un
espectro. Si el espectro contiene todas laslongitudes de onda, se le llama espectro
continuo; si solo contiene ciertas longitudes de onda específicas, al espectro se le conoce
como espectro de líneas. La radiación emitida por átomos de hidrogeno excitados forman
un espectro de líneas; las frecuencias observadas en el espectro siguen una sencilla
relación matemática que involucra enteros pequeños.
Bohr propuso un modelo del átomo dehidrogeno que explica su espectro de líneas. En
este modelo la energía del electrón en el átomo de hidrogeno depende del valor de un
número rt, llamado número cuántico. El valor de n debe ser un entero positivo (1,2, 3,...),
y cada valor de n corresponde a una energía especifica diferente, En. La energía del
átomo se incrementa al incrementarse rt. La menor cantidad de energía se logra cuando
n — 1; aesto se le llama estado basal del átomo de hidrogeno. Los demás valores de n
corresponden a estados excitados del átomo. Se emite luz cuando un electrón pasa de
un estado de energía más alto a uno más bajo; la luz se debe absorber para excitar al
electrón de un estado de energía más bajo a uno más alto. La frecuencia de luz que se
emite o que se absorbe debe ser tal que ha iguala la diferencia de...