Capitulo 6. Brown

Capitulo 6. Brown

La estructura atómica explica muchos de los fenómenos conocidos en la materia.

La energía es cuantizada de modo que viaja en paquetes llamados “cuantos” los cuales poseen cantidades especificas de energía.

La Luz viaja en forma de ondas y de partículas (dualidad). Como onda esta asociada a un longitud, frecuencia y energía.

La radiación esta asociada a

-- Una longitud especifica (λ)

-- Una frecuencia especifica que es inversa a la longitud. (ν)

-- Un amplitud que es asociada a su periodo (T)

La relación entre ambas se establece como: λ= c/ ν

La luz roja posee una longitud de onda de 750 nm. ¿Cuál es la frecuencia de esta radiación?

λ= c/ ν

La luz amarilla de una lámpara de sodio tiene una longitud de 589 nm. Cual es la frecuencia de esta radiación?

λ= c/ ν

En 1900 Max Planck postula la teoría de que la luz viaja en paquetes llamados cuantos (cantidad fija).

Propuso que la energía de un solo cuanto es igual a una constante (h) por la frecuencia de la radiación.

E= h*ν ó E= hc/λ

¿Cual es la energía asociada a un fotón de radiación amarilla de 589 nm. ?

¿Cual es la frecuencia asociada a un fotón de radiación amarilla de 2.03x10-19 J/mol. ?

Los fotones tienen una energía característica determinada por la frecuencia de onda de la luz.

Si un átomo absorbe energía de un fotón y tiene más energía que la necesaria para expulsar un electrón del material y además posee una trayectoria dirigida hacia la superficie, entonces el electrón puede ser expulsado del material.

Si la energía del fotón es demasiado pequeña, el electrón es incapaz de escapar de la superficie del material.

El molibdeno debe absorber una frecuencia mínima de 1,09x10-15 s-1, antes de emitir un electrón. ¿Cuál es la energía mínima para emitir este electrón? ¡cual es la longitud de onda de esta radiación?

Principio de Exclusión de Pauli

El mismo dice “En un mismo átomo no puede existir dos electrones que tengan los mismos números cuánticos” de esta manera podemos entonces afirmar que en un mismo orbital no puede haber más de dos electrones y que los mismos deben tener distinto número de spin.

Regla de Hund

Cuando se llena orbitales con un mismo nivel de energía o lo que es lo mismo que se encuentran en un mismo subnivel se debe empezar llenando la mitad del subnivel con electrones de spin +1/2 para luego proceder a llenar los subniveles con electrones de spin contrario (−1/2).

Los orbitales s solo poseen una posibilidad de acomodar electrones. Los orbitales p poseen tres posibilidades de acomodar electrones.

Los orbitales d pueden acomodar hasta 10 eletrones en cinco ubicaciones del espacio.

Los orbitales f pueden acomodar hasta 14 electrones en siete ubicaciones del espacio.

Los números cuánticos son valores numéricos que nos indican las características de los electrones de los átomos, esto esta basado desde luego en la teoría atómica de Neils Bohr que es el modelo atómico mas aceptado y utilizado en los últimos tiempos.

Número Cuántico Principal (n)

El número cuántico principal nos indica en que nivel se encuentra el electrón, este valor toma valores enteros del 1 al 7.

3p5= indica el número del nivel 3

Número Cuántico Secundario (l) Este número cuántico nos indica en que subnivel se

encuentra el electrón, este número cuántico toma valores desde 0 hasta (n - 1).

Según el modelo atómico de Bohr - Sommerfield existen además de los niveles u orbitas circulares, ciertas órbitas elípticas denominados subniveles.

Según el número atómico tenemos los números:

Nombre orbital

sigla

Valor de l Sharp s 0

Principal P 1

Diffuse d 2

Fundamental

F 3

g 4

h 5

I 6

3p5= l indica el tipo de orbital. Su valor

es 1

Nombre orbital

sigla

Valor de l Sharp s 0

Principal P 1

Diffuse d 2

Fundamental

F 3

g 4

h 5

I 6

Número Cuántico Magnético (ml)

El número cuántico magnético nos indica las orientaciones de los orbitales magnéticos en el espacio, los orbitales magnéticos son las regiones de la nube electrónica donde se encuentran los electrones, el número magnético depende de l y toma valores desde -l hasta +l pasando por cero..

3p5= ml depende del tipo de orbital e indica su forma. Adopta valores desde (-1,0y +1) dependiendo de la cantidad de electrones de valencia.

-1 0 +1

ml = 0

1i 1i 1

Número Cuántico de Spin (s)

El número cuántico de spin nos indica el sentido de rotación en el propio eje de los electrones en un orbital, este número toma los valores de −1/2 y de 1/2.

Por convención los primeros electrones entran al orbital con giro a la derecha los demás con giro a la izquierda.

Para calcular el valor del spin (s) se semillenan

los orbitales con electrones que giran a la derecha

(1) y si sobran electrones estos se acomodan con

giro a la izquierda (!) (apareados).

3p5 = -1/2

¡! ¡! ¡

El principio de Aufbau contiene una serie de instrucciones relacionadas a la ubicación de electrones en los orbitales de un átomo. El modelo, formulado por el físico Niels Bohr, recibió el nombre de Aufbau (del alemán Aufbauprinzip: principio de construcción) en vez del nombre del científico. También se conoce popularmente con el nombre de regla del serrucho.

Transición interna

Transicion

externa

Ejemplos:

Para el fósforo (número atômico 15), tendremos: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p3

Para átomos con muchos electrones, esta notación es muy larga y se utiliza una notación abreviada, que tiene en cuenta que las primeras subcapas son iguales a las de algún gas noble. Para el P= [Ne] 3s2 3p3