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Tema
2.
Estructura
atómica
y
sistema
periódico
Dalton:
átomos
par9culas
indivisibles
Nuevos
experimentos:
átomos
cons>tuidos
por
unidades
más
pequeñas:
par9culas
subatómicas
1.
Primeras
evidencias
de
la
existencia
del
electrón:
ley
de
Faraday.
Trabajos
con
células
electrolí>cas.
 La
can>dad
de
sustancia
liberada
o
depositada
es
directamente
proporcional
a
la
can>dad
de
electricidad
que
se
ha
hecho
pasar
a
través
de
la
célula.
96500
C
por
mol
de
sustancia.
 Pesos
equivalentes
de
dis>ntas
sustancias
con>enen
can>dades
iguales
de
electricidad.
 Stoney:
electrón
como
unidad
natural
de
electricidad.
Electricidad
que
libera
por
electrolisis
un
átomo
de
sustancia
monovalente.
e=
96500
= 1.6x10−19 C
NA
2.
Experimento
de
Thomson:
relación
carga/masa
del
electrón
€
Tubos
de
rayos
catódicos
e
v
=
m Hr
mv 2
Hev =
r
 No
es
posible
conocer
v
‐>
aplicar
campo
electrostá>co
que
hace
volver
a
la
par9cula
a
la
€
€
dirección
rec>línea
Hev = Ee
v=
E
H
e
E
= 2
m H r
8
C/gr
 Thomson
encuentra
un
valor
e/m
=
‐1.76
x
10
€
€
€
3.
Medida
de
la
carga
del
electrón.
El
experimento
de
Millikan.
Experimento
de
las
gotas
de
aceite
neE = mg
ne =
mg
E
‐19C
que
es
la
unidad
de
carga
más
pequeña
que
puede
exis>r
‐>
€
 ne
múl>plo
de
1.6x10
€
masa
del
electrón
9.09x10‐28gr
 Materia
compuesta
por
electrones
pero
es
eléctricamentee
NEUTRA
‐>
nueva
par9cula
subatómica.
4.
Descubrimiento
del
protón.
(Goldstein)
Cátodo
perforado:
rayos
canales
 No
todas
las
par9culas
de
los
rayos
canales
poseen
la
misma
masa.
 e/m
es
función
del
gas
del
interior
del
tubo.
 su
carga
es
un
múl>plo
de
la
carga
fundamental
 Las
par9culas
cons>tuyentes
de
los
rayos
canales
no
son
par9culas
fundamentales.
 El
análisis
de
los
valores
e/m
‐>
existe
una
unidad
de
carga
posi>va:
protón
5.
Estructura
nuclear
del
átomo.
Los
experimentos
de
Rutherford.
 ¿Cómo
se
distribuyen
las
par9culas
posi>vas
y
nega>vas
dentro
del
átomo
para
generar
un
todo
neutro?
 Modelo
de
Thomson:
modelo
tarta
de
cereza
Experimentos
de
Rutherford:
Bombardeo
de
lámina
de
Au
con
par9culas
α
 Observaciones:
1) La
mayoría
de
las
par9culas
no
se
desvían
2) Algunas
experimentan
desviación
drás>ca
de
su
trayectoria
3) 1
de
cada
200
000
rebota
 Conclusiones:
1.
La
masa
y
la
carga
posi>va
del
átomo
se
encuentran
concentradas
en
un
pequeño
espacio,
el
núcleo.
2.
Rutherford
determina
mediante
medidas
precisas
de
la
sección
de
colisión
que
el
radio
del
núcleo
es
ca.
10‐12cm.
La
teoría
ciné>ca
de
los
gases
establece
que
el
radio
del
átomo
es
10‐8
cm.
3.
El
radio
del
átomo
es
10000
mayor
que
el
núcleo.
Modelo
Rutherford:
átomo
‐>
sistema
solar
en
miniatura
Se
>ene
que
cumplir
que
la
fuerza
centrífuga:
sea
igual
a
la
centrípeta
(culombiana)
1) La
energía
del
átomo
es
nega>va.
2) El
sistema
no
es
estable
‐>
De
acuerdo
con
la
electrodinámica
clásica,
un
electrón
que
se
mueve
en
órbitas
circulares
está
some>do
a
una
aceleración
constante.
En
tales
condiciones
la
par9cula
emite
radiación
con
una
frecuencia
COLAPSO
sobre
el
núcleo.
w
freq
=
 ¿Emiten
los
átomos
luz
de
un
modo
con>nuo?
€
€
2π
w=
v
r
6.
¿Qué
sabemos
de
la
luz?
Onda:
perturbación
que
transmite
energía
a
través
de
cualquier
medio.
Amplitud
Longitud
de
onda
(λ)
nm
Frecuencia
(ν)
s‐1
Número
de
onda
Velocidad
de
una
onda
Velocidad
de
la
luz
c=
λν
rendija
Filamento:
dis>ntos
elementos
de
la
tabla
periódica‐>
espectros
de
líneas
ó
atómicos
Átomo
de
hidrógeno:
Balmer
encuentra
una
serie
y
su
ley
La
siguen
otras:
en
el
UV
la
de
Lyman.
En
el
IR
próximo
la
de
Paschen.
En
el
IR
medio
la
de
Pfund.
Rydberg
establece
una
ley
general:
Todos
los
átomos
absorben
y
emiten
luz,
pero
no
lo
hacen
de
manera
con9nua.
7.
Modelo
atómico
de
Bohr
2
hipótesis:
a) Los
átomos
pueden
exis>r
durante
largos
periodos
de
>empo
en
estados
con
energías
bien
definidas:
estados
estacionarios
b) Bajo
ciertas
circunstancias
se
pueden
producir
tránsitos
de
electrones
entre
estados
que
van
acompañados
de
emisión
y
absorción
de
radiación
Constante
de
Plank:
h
=
6.6261
10‐34
Js
La
energía
se
transmite
mediante
paquetes:
cuantos
¿Podríamos
aplicar
estas
ideas
a
los
espectros
atómicos
y
al
espectro
atómico
del
H?
1
1
ν = R 2 − 2  ; n1 = 1,2,3,4....; n 2 = n1 + 1,n1 + 2.....
 n1 n 2 
€
€
Ze 2
E =−
2r
€
ΔE = hcν = cte(
1
1
−
)
2
2
n1 n 2
También
la
energía
puede
expresarse
en
términos
de
L
Y
como:
Ze 2
L2
=
r
mr 2
L2
⇒ r=
Zme 2
€ Si
se
>ene
que
cumplir:
E =
Ze 2
E =−
2r
r = kn 2
€
cte
n2
L = k ′n
CUANTIZACIÓN!!!!!!
€
€
€
Bohr
usando
el
principio
de
correspondencia
llega
a:
Energía
del
estado
fundamental
(n=1)
‐13.6
eV
(‐2.18∙
10‐18
J)
‐>
potencial
de
ionización
n
=
∞
n
=
5
n
=
4
n
=
3
Pα
Infrarojo
n
=
2
Bα
Visible
n
=
1
Lα
UV
E(n=1)=
‐13.6
eV
E(n=2)=
‐13.6
eV/4
E(n=3)=
‐13.6
eV/9
E(n=4)=
‐13.6
eV/16
Espectrometría
de
Masas
magné3ca
Fuerza
que
actúa
sobre
los
iones
Acelerando
con
un
potencial
V