Teoria Atomica

30/01/2005

Tema 2.
Estructura electrónica del átomo
• La estructura del átomo
• La radiación electromagnética. Frecuencia, cuantos y efecto
fotoeléctrico
• El espectro del hidrógeno atómico. El modelo de Bohr
• El modelo mecano-cuántico.
La naturaleza dual del electrón
El principio de incertidumbre
• Descripción mecano-cuántica del átomo de hidrógeno
• Los números cuánticos
•Orbitales atómicos
• Átomos polielectrónicos
• Configuración electrónica. El principio de auf-bau.
Juan M. Gutiérrez-Zorrilla. Química Inorgánica. 2005

El átomo
Leucipo y Demócrito (-450)
• La materia está formada por partículas muy
pequeñas e indivisibles.
John Dalton (1803) reintrodujo una teoría atómica
sistemática basada en los elementos de Lavoisier.
• Los átomos son indivisibles y nose pueden crear ni
destruir en una reacción química.
• Cada átomo de un elemento es exactamente igual a
otro del mismo elemento y diferente de otros átomos
de otros elementos.
• Cuando los átomos se combinan entre sí, lo hacen
en proporciones de pequeños números enteros.
Juan M. Gutierrez-Zorrilla. Quimica Inorganica 2005

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La estructura del átomo. Las partículassubatómicas
Propiedad

Electrón

Protón

Neutrón

Designación

e–, e, β
0.0005486

p+, p, P, H+

n, N

1.00757

1.00893

–1
1/2

+1
1/2

0
1/2

estable

estable

12 min

Masa (uma)
Carga
Spin (h/2π)
Vida media

Mass (GeV/c2)

Electric Charge (e)

up

0.004

+2/3

d

down

0.08

-1/3

c

charm

1.5

+2/3

s

strange

0.15

-1/3

ttop

176

+2/3

b

bottom

4.7

-1/3

Flavour
u

http://www.hep.yorku.ca/yhep/ppp.html

Juan M. Gutierrez-Zorrilla. Quimica Inorganica 2005

El electrón (elektron: ámbar)
El término electrón G. J. Stoney lo aplicó a la carga de un ion
monovalente (1874).
Como partícula con masa, energía y carga fue identificado y
caracterizado por J. J. Thomson (rayos catódicos, 1897) yMillikan
(gota de aceite, 1909).
Responsable de la electricidad y de las reacciones químicas.
Masa: 9.109x10-31 kg (onda-partícula).
Radio < 10-18 m http://www.wordiq.com/definition/Electron

The SPEAR colliding electron-positron storage
ring in 1974.

Production of
electrons
(green)
and
positrons (red)
from collisons
of gamma ray
photons with
lead nuclei.
Juan M.Gutierrez-Zorrilla. Quimica Inorganica 2005

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Experimento
de Thomson, 1897
http://digilander.libero.it/mfinotes/VEuropeo/Physics/thomson.htm
http://cwx.prenhall.com/bookbind/pubbooks/hillchem3/medialib/media_portfolio/07.html

Todos los metales emitían idénticas partículas cuando se empleaban como
cátodos en un tubo de rayos catódicos que eran atraídos por la placa positiva
Determinóla relación carga/masa del electrón.

Juan M. Gutierrez-Zorrilla. Quimica Inorganica 2005

Experimento de Thomson, 1897

http://wps.prenhall.com/wps/media/objects/602/616516/Media_Ass
ets/Chapter02/Text_Images/FG02_03.JPG

A drawing of a
cathode-ray tube
(a) and an actual
tube (b), (c). A
stream of rays
(electrons) emitted
from the negatively
charged cathode
passes through aslit, moves toward
the positively
charged anode, and
is detected by a
fluorescent strip.
The electron beam
ordinarily travels in
a straight line (b),
but it is deflected if
either a magnetic
field (c) or an
electric field is
present.

Juan M. Gutierrez-Zorrilla. Quimica Inorganica 2005

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Experimento de Millikan,
1909
Igualando la fuerza eléctrica en gotas deaceite cargadas en un campo eléctrico con la
fuerza de la gravedad fue capaz de
determinar la carga del electrón (1.6x10-19 C)
F=6πρηv1

The falling oil droplets are given a negative
charge, which makes it possible for them to be
suspended between two electrically charged
plates. Knowing the mass of the drop and the
voltage on the plates makes it possible to
calculate the charge on the...