Módulo 2B Estructura Atómica distribución electrónica

Módulo 2 B – Estructura atómica: Distribución electrónica



OBJETIVOS
Describir las propiedades ondulatorias de la luz y la relación existente entre longitud de onda, frecuencia, velocidad y energía de las ondas electromagnéticas.
Relacionar los espectros de emisión y absorción con los avances importantes de la teoría atómica.
Describir las características principales del modelomecánico-cuántico del átomo.
Definir los cuatro números cuánticos y determinar las combinaciones posibles de sus valores para orbitales específicos.
Definir orbital, el orden creciente de energía relativa y la forma espacial de los mismos.
Relacionar la configuración electrónica de un átomo con su posición en la tabla periódica.

Lo que vamos a tratar en esta parte del módulo tiende a explicar el modelomatemático actual de la distribución de los electrones en el átomo.

¿Por qué es importante conocer con la mayor precisión posible la estructura electrónica?
Por que de esta distribución dependen las propiedades químicas de los átomos.

Tengamos en cuenta las limitaciones del modelo de Rutherford en virtud de las leyes de la física clásica.

TEORÍA CUÁNTICA

Para entender la teoría cuántica de Max Planck,debemos detenernos en un análisis previo de algunas cuestiones

Propiedades de las ondas

Se puede pensar en una onda como una alteración vibratoria mediante la cuál se transmite energía. El ejemplo más común de onda es la del agua. La variación regular de crestas y valles permite comprobar la propagación de la onda.

Las propiedades características de las ondas es la longitud de onda (), laaltura (amplitud) y la frecuencia (que es la número de ondas que pasan por un punto particular en 1 segundo.



Fig.1
En la figura de la derecha, si consideramos que el tiempo es el mismo puede verse que la frecuencia es más alta en la que tiene la menor.Fig.2
La velocidad (u) es otra propiedad importante de las ondas, y depende, aparte de su frecuencia y longitud de onda, del medio en que viajan (Por ejemplo, aire, agua o vacío). La velocidad es el producto de la longitud de onda por la frecuencia:

u = 

se expresa en unidades de metros, centímetros, nanómetros.
 se expresa en unidadesde Hertz (Hz) donde 1Hz = 1 ciclo/s. Para frecuencias elevadas, hay unidades derivadas como kilohertz (1000 ciclos/s), megahertz (1.000.000 ciclos/s).

Radiación electromagnética

En 1873 James C, Maxwell propuso que la luz visible se compone de ondas electro-magnéticas y una onda electromagnética tiene un componente de campo eléctrico y uno de campo magnético. Ambos componentes tienen lamisma frecuencia y longitud de onda, y por lo tanto la misma velocidad, pero viajan en planos perpendiculares. Fig.3
La trascendencia de la teoría de Maxwell es que aporta una descripción matemática del comportamiento general de la luz. La radiación electromagnética, es la emisión y transmisión de energía en forma de ondas electromagnéticas. Las ondaselectromagnéticas viaja a la velocidad de la luz en el vacío (3 x 108 m/s). Esto puede variar conforme el medio a través del cuál viajan, pero no afecta los cálculos.
Las emisiones de energía son esencialmente la misma cosa variando de uno a otro tipo en la longitud de onda y la frecuencia. Las ondas de  más grandes, como las de radio y comunicaciones se emiten de grandes antenas, las del espectrovisible y alrededores se deben al movimiento de electrones en los átomos, las de  mas pequeñas como los rayos , se forman durante los cambios ocurridos en el núcleo de los átomos.

Tipos de radiación electromagnética

Fig.4
Teoría cuántica de Planck

Planck realizó estudios sobre la emisión de energía de los cuerpos. Se sabe y podemos comprobarlo fácilmente, que los cuerpos cuando se...