B. Q. F GABRIEL AGUILAR

CONTENIDO (PARTE IV)

El TOMO Y ESTRUCTURA ATMICA:

Teoras Atmicas.

Composicin Atmica.

Configuracin electrnica.

Nmeros cunticos.

A travs de un pensamiento filosfico, 450 AC en la Grecia antigua, fundan la escuela atomista . Ellos sugirieron que, al dividir cualquier sustancias, se debera llegar a la unidad mnima constituyente e indivisible, el (del griego a= sin y tomo= divisin), comn para toda la materia .

ste fue el primer modelo atmico propuesto .

El modelo atmico de Dalton surgido en el contexto de la qumica, fue el primer modelo atmico con bases cientficas, formulado en 1803 por John Dalton .

Representa al tomo como un esfera compacta indivisible e indestructible.

Todos los elementos se componen de diminutas partculas llamadas tomos . No se crean ni se destruyen tomos durante las reacciones qumicas Todos los tomos de un elemento dado son iguales, pero los tomos de un elemento difieren de los tomos de los dems elementos Se forman compuestos cuando tomos de diferentes elementos se combinan en proporciones fijas y pequeas de nmeros enteros, por ej 1 tomo de A con 1 tomo de B, 2 tomos de A con uno de B, 3 tomos de A con 2 de B

Cuando dos elementos se combinan para dar ms de un compuesto, cada compuesto tiene una proporcin de tomos diferentes, pero definida, de nmeros enteros .

Cuando se lleva a cabo una reaccin qumica, los tomos de las sustancias inciales reaccionan unos con otros para formar sustancias nuevas y diferentes, con combinaciones de tomos distintas, pero no se crean ni destruyen tomos

SIR WILLIAM CROOKES (1832 - 1919 ): fue el cientfico britnico que invent el tubo de rayos catdicos . su obra prepar el camino para el descubrimiento de electrn

Desviacin del haz en un campo magntico dentro de un tubo de descarga de Crookes . el recubrimiento de sulfuro de zinc de la tira de metal del tubo emite luz cuando inciden en l los electrones

En 1879 , William Crookes concluye que los rayos catdicos producidos por una corriente elctrica en un tubo al vaco son una corriente de partculas cargadas que se producen en el ctodo .

Thomson llamo corpsculos a los rayos que viajaban del ctodo al nodo y que eran atrados por una placa positiva y repelidos por una placa negativa .

CIENTFICO INGLES (1856 -1940 ) DESCUBRI EL ELECTRN, QUE LUEGO STONEY LO NOMBR COMO TAL. PREMIO NOBEL DE FSICA EN 1906 , POR LA CONDUCCIN ELCTRICA EN GASES. INGENIERO Y LIC. EN MATEMTICAS EN 1890 SE CAS CON ROSE E. PAGET, CON LA QUE TUVO UN HIJO Y UNA HIJA. SU HIJO GEORGE P. THOMSON FUE PREMIO NOBEL DE FSICA EN 1937 .

Tubo de descarga de Thomson

Las partculas de los rayos catdicos interactuaban con un campo elctrico (que desva la pantalla hacia arriba) y otro magntico que actuaba en sentido contrario

Cuando las magnitudes de ambas fuerzas se igualaban la trayectoria era rectilnea

Utilizad para estudiar partculas positivas.

tomo esfera homognea de electricidad positiva. Los electrones estn incrustados en ella.

Su modelo atmico lo asemeja a un budn de pasas .

tomo estacionario

1909. Robert Millikan . Determin la carga del electrn a travs del experimento de la gota de aceite.

Todas las cargas que Millikan midi, fueron mtiplos enteros de un mismo nmero, deduciendo as que la carga mas pequea observada era la del electrn . Su valor es actualmente e= - 1,60219 10 - 19 coulombs y usando ahora la relacin e/m = -1,75881 10 8 coulombs /gramo , medida por Thomson, le permiti determinar la masa me para el electrn :

m e =

1g

1,6021910 - 19 coulombs = 9,1095210 - 28 g ------------------

1,7588110 8 coulombs

Ernest Rutherford (Neozelands) bombardea una laminilla de oro con partculas alfa proveniente de una fuente de radio y descubre que casi toda la masa del tomo est en su diminuto ncleo con carga positiva .

Prcticamente toda la masa y la carga del tomo se concentran en un ncleo extremadamente diminuto, lo que haca que las partculas alfa se desviaran abruptamente .

Carga 2+ del ncleo de Helio es dos veces mayor que la carga 1+ del ncleo de hidrgeno, pero la masa es 4 veces mayor que la masa del ncleo de hidrgeno

En una investigacin relacionada con la radioactividad descubre el:

Neutrn : partcula con masa

casi igual a la del protn

pero sin carga elctrica .

Una forma de energa radiante es la luz.

La luz blanca se descompone al pasar por un prisma.

Adems de la luz visible existen otras formas de energa radiante o radiacin electromagntica .

La longitud de onda es la distancia que recorre la onda en el intervalo de tiempo transcurrido , entre dos mximos consecutivos . Esta es inversamente proporcional a la frecuencia , ya que a mayor frecuencia debe ser menor la longitud de onda y asi pasen mas ondas en un segundo .

Frecuencia es una medida que se utiliza generalmente para indicar el nmero de repeticiones de cualquier fenmeno o suceso peridico en la unidad de tiempo . Segn el SI (Sistema Internacional), la frecuencia se mide en hercios (Hz). Un hercio es aquel suceso o fenmeno repetido una vez por segundo .

1900 . Max Planck propuso una explicacin de las frecuencias de la luz emitida por los slidos muy calientes (Teora Cuntica) 1905 . Albert Einstein ampli la teora incluyendo todas las formas de luz . Los cuerpos del microcosmos (electrones, nucleones, tomos y molculas) absorben y emiten luz de manera discontinua, en pequeos paquetes de energa llamados cuantos de energa (latn QUANTUM

La frecuencia de la luz , aumenta en forma proporcional con el incremento en la energa E y el valor de h la constante de Planck es 6,63 x 10 - 34 joule -segundo

E = h

En 1913 Niels Bohr discpulo de Rutherford propone un nuevo modelo para el tomo de Hidrgeno aplicando acertadamente la Teora Cuntica de la radiacin de Planck.

La comunidad cientfica cuestionaba a Rutherford el hecho de que el electrn de su modelo tendra que acercarse, en cada vuelta, al ncleo, impactando con este y desintegrando a la materia .

Para esto propuso que el electrn no emita energa cuando estaba en un nivel estable .

Este nivel estable no puede tener cualquier radio solo aquel que cumple con la estabilidad del electrn, por lo tanto los radios y las energas asociadas a este radio estn cuantificadas .

Cuando el electrn de un nivel absorbe energa, lo hace en un valor cuantificado y pasa a otro nivel de mayor energa ESTADO EXITADO.

Cuando el electrn retorna a su nivel original, siempre lo hace emitiendo esa energa absorbida, en forma de luz ESTADO BASAL.

La frecuencia de la luz , aumenta en forma proporcional con el incremento en la energa E y el valor de h la constante de Planck es 6,63 x 10 - 34 joule -segundo

E = h

Bohr pudo deducir que cada nivel de energa de un tomo solo poda contener cierto nmero de electrones.

2n 2

n= nivel energtico

Es un modelo matemtico probabilstico .

Est basado en los principios de Louis de Broglie , Werner Heisenberg y Erwin Schrodinger .

Establece el concepto "orbital" .

1924 . Louis De Broglie present la idea de que si las ondas luminosas exhiben ciertas caractersticas de partculas, entonces quiz las partculas de materia podran mostrar caractersticas de onda

En otras palabras rayo de electrones debera presentar caractersticas de onda y comportarse como un haz de

1926 . Erwin Schrdinger desarroll ecuaciones matemticas detalladas con base en el trabajo de De Broglie Con estas ecuaciones se obtienen valores que corresponden a regiones de alta probabilidad electrnica en torno al ncleo

Las nubes de electrones no son rbitas definidas de tipo planetario, sino que representan niveles de energa menos definidos y regiones llamadas subniveles o subcapas Cada uno de estos subniveles tiene uno o ms orbitales Cada orbital es una regin ocupada por un mximo de dos electrones con espines opuesto

El TOMO unidad bsica de toda la materia .

Partcula Carga Masa

Protn (p +) +1 1

Neutrn (n) 0 1

Electrn (e -) -1 1/1840

Nmero atmico (Z): Indica el n de protones del ncleo

Z = p +

tomo neutro p+ = e-

Z = p + = e -

11Na :

19K :

17Cl :

N Protones 11

N Electrones 11

N Protones 19

N Electrones 19

N Protones 17

N Electrones 17

Nmero msico (A): Es la suma entre los protones y neutrones.

A = p + + n 0

Como Z = p + se cumple A = Z + n 0

Despejando los p+ + n 0 tenemos

p+ = A - n0 n0 = A p+

A = N msico

Z = N atmico

X = Carga inica

Protones Neutrones Electrones

22 26 22

Protones Neutrones Electrones

35 44 36

Protones Neutrones Electrones

12 12 10

Br-

Mg2+

Ti

79

24

48

35

12

22

Conjunto de tomos que pertenecen a un mismo elemento, que tienen igual nmero atmico y diferente masa atmica . Sus propiedades fsicas son diferentes y sus propiedades qumicas similares .

- tomos de un mismo elemento

- Tienen = Z y A

Conjunto de tomos que pertenecen a diferentes elementos que tienen el mismo # de masa atmica y diferente # atmico

Conjunto De tomos Que Pertenecen A Diferentes Elementos Y Que Tienen El Mismo Nmero De neutrones.

Son tomos que tienen igual nmeros de electrones.

Ejemplo

10Ne; 11Na+ ; 12Mg

2+ ; 9F- = 10 e -

NOS PERMITE DETERMINAR LA MASA REAL DE UN ELEMENTO DE LOS DIFERENTES

ISTOPOS QUE EN ESTE SE FORMA

M relativa = ( Mistopo A * % ABUNDANCIA A/100

1927 . Werner Heisenberg

Lleg a la conclusin de que no es posible establecer simultneamente con precisin tanto la posicin como la energa de un electrn

Si el electrn acta como partcula, debiera ser posible establecer en forma precisa su localizacin, pero si es una onda, como De Broglie haba propuesto, entonces no se puede conocer su ubicacin precisa

Nmero Cuntico

Rango de valores

Describe

Principal, n 1, 2, 3, .... Nivel energtico

Secundario, l, Desde 0 hasta n-1

Forma del orbital

Magntico, m Desde - l hasta + l Orientacin espacial

Espn, s 1/2 Espn del electrn

DEFINE: NIVEL ENERGETICO

No. MAX. DE ELECTRONES

POR NIVEL N e= 2n 2

- l) Indica el nivel de energa donde se encuentra el electrn. Define: forma de los orbitales por medio de los subniveles

s= SPHERICAL 1 orbital 2 e max

p= PRINCIPAL 3 orbitales 6 e max

d= DIFUSSO 5 orbitales 10 e max

f= FUNDAMENTAL 7 orbitales 14 e max

m l VALORES= - 1,0,1

DEFINE ORIENTACIN EN EL ESPACIO DE CADA SUBNIVEL

m s VALORES= +1/2, - 1/2

DEFINE: EL GIRO DEL ELECTRON

A FAVOR O EN CONTRA DE

LAS MANECILLAS DEL RELOJ

REPRESENTACIN SIMBLICA DE LA DISPOSICIN DE LOS ELECTRONES DE UN TOMO EN LOS DIFERENTES SUBNIVELES (s,p,d y f)

UTILIZANDO EL DIAGRAMA DIAGONAL