Quimica I Udo

Teoría de Planck.

A finales del siglo XIX varios físicos estudiaban un fenómeno conocido como “radiación de cuerpo negro”, la radiación que emite un cuerpo caliente. Las leyes de física que prevalecían entonces no podían explicar el espectro de luz emitido por un cuerpo negro. En 1900 Planck fue capaz de explicar esta radiación haciendo una consideración radical. Los cambios de energíaasociados con la radiación de un cuerpo negro no son continuos. Planck propuso que la energía solo puede ser liberada en “paquetes” mínimos.
El incremento de energía ganado o perdido más pequeño posible fue llamado por Planck un “quantum”. La ganancia o pérdida de energía radiante, como la absorbida o emitida por un cuerpo negro, incluye cambios discretos de energía que deben ser múltiplos de númerosenteros de una constante multiplicados por la frecuencia, v, de energía ganada o perdida, entonces de acuerdo a la teoría de Planck: ∆E = hv, 2hv, 3hv…
La constante h, conocida también como constante de Planck, tiene un valor de 6,63x J-s. La ganancia o pérdida de un múltiplo fraccionaria de hv, por ejemplo 0.8 hv o 2.3 hv esta prohibida en la teoría de Planck, podemos decir que las energíaspermitidas están “cuantiadas”. El incremento más pequeño de energía a una frecuencia dada hv, se denominan quantum (cuanto) de energía.


Ejercicios.

1) Calcular el menor incremento de energía que un objeto puede absorber de una luz amarilla cuya frecuencia de onda es 5,09x1014 s-1.

∆E = hv -> ∆E = (6,63x10-34J*s)(5,09x10-14s-1)

= 3,37x10-14s-1

2) Determine el menor incremento de energía que un objeto puede absorber de una luz cuya longitud de onda es de 300 no.

v = 3x108 ms3x10-7m = 1x1015 s-1 ∆E = (6,63x10-34J*s) (1x1015 s-1)

= 6,63x10-19 J

3) Calcular el menor incremento de energía que un objeto puede absorber de una luz cuya longitud de onda es de 467 nanómetros.

v = 3x108 ms4,67x10-7m = 6,42x1016s-1 ∆E = (6,63x10-34 J*s) (6,42x1014 s-1)= 4,26x10-19 J

Teoría de ondulatoria.

Durante los años posteriores al desarrollo del modelo de Bohr para el átomo de hidrogeno, la naturaleza dual de la energía radiante se convirtió en un concepto familiar. Dependiendo de las circunstancias experimentales, la radiación parece tener un carácter semejante al de la de una onda o semejante al de una partícula (fotón). Louis de Broglie(1827-1987), quien trabajó en su tesis doctoral en física en La Sorbona, Paris llevó a cabo una osada extensión de la idea. SI la energía radiante, bajo determinadas circunstancias, puede comportarse como una corriente de partículas fuera, ¿podría la materia, bajo las condiciones apropiadas, mostrar las propiedades de una onda? Suponga que el átomo orbita alrededor del núcleo del átomo de hidrogenopudiera ser considerado como una onda, con su longitud de onda característica. DE Broglie sugirió que el electrón, en su trayectoria circular alrededor del núcleo, tiene asociado a él una longitud de onda particular. Llegó a proponer que la longitud de onda característica del electrón o de cualquier otra partícula depende de su masa, m, y de su velocidad, v: Donde h esla constante de Planck.
Debido a que la hipótesis de Broglie se aplica a toda la materia, cualquier objeto de masa m y de velocidad v podría originar una onda de materia característica. Sin embargo, la ecuación previa indica que la longitud de onda asociada con un objeto de tamaño ordinario, como una pelota de golf, es tan pequeña que esta completamente fuera de los límites de cualquier...