Estructura de la materia La Química y su didáctica IV Dr. Víctor Manuel Ugalde Saldívar

SESIÓN # 4 Modelos atómicos

3a. Sesión. Los electrones Naturaleza ondulatoria de la luz Espectroscopía de absorción y emisión Modelo atómico de Bohr Radiación y medio ambiente 4a. Sesión. Modelos atómicos Modelo mecánico cuántico del átomo Los números cuánticos Configuración electrónica ¿Y eso para qué? Dr. Víctor Manuel Ugalde Saldívar Estructura de la materia 1a. Sesión. El origen de los elementos La estrellas y los planetas Condiciones de la reacción estelar Elementos e isótopos 2a. Sesión. El núcleo Pesos atómicos Reacciones nucleares Usos comunes de isótopos radiactivos

Postulados del modelo de Bohr

El modelo atómico de Bohr establece: La energía del electrón esta cuantizada, es decir, no puede adoptar cualquier valor. La emisión y absorción de luz por los átomos se explica por el tránsito del electrón entre dos estados energéticos permitidos. Existe un estado de mínima energía llamado estado basal. El radio de la órbita más pequeña es 52.9 pm. El núcleo es diez mil veces más pequeño que el átomo. El número cuántico principal es suficiente para especificar la órbita del electrón y su energía. Si n crece, el electrón gira más lejos del núcleo y con mayor energía.

El modelo para el átomo de hidrógeno, Niels Böhr (1913, Nobel de Física 1922) Modelo atómico, rayos catódicos, Joseph John Thomson (1889, Nobel de Física 1906) Teoría cuántica, Max Karl Ernst Ludwig Planck (1900, Nobel de Física 1918) h = Constante de Planck = 6,626 × J·s

Cuantos de luz, Albert Einstein (1905, Nobel de Física 1921) Carga del electrón, Robert Andrews Millikan (1915, Nobel de Física 1923) e  = 1.6 x Coulombios Efecto fotoeléctrico, Albert Einstein (Premio Nobel de Física, 1921) Energía cinética Trabajo (potencial de ionización) Radiación Si E C =0, = umbral

Teoría cuántica, Erwin Schrödinger (1926, Nobel de Física 1933) Naturaleza dual, Louis Víctor de Broglie (1924, Nobel de Física 1929) Principio de incertidumbre, Werner Karl Heisenberg (1925, Nobel de Física 1932)  p x ·  x = h

h = Constante de Planck V = Energía potencial E = Energía total  = Función de onda x = Posición m = masa de la partícula (e  )

La solución exacta de la ecuación de Schrödinger establece que  está determinada por los valores de cuatro números cuánticos n, l, m l y s. El átomo de hidrógeno

El valor del número cuántico principal n, toma valores enteros (1, 2, 3...) y define el tamaño del orbital. Cuanto mayor sea, mayor será el volumen. También es el que tiene mayor influencia en la energía del orbital. El número cuántico principal n

El valor del momento angular, indica la forma del orbital y el momento angular. l = [ desde 0 hasta (n – 1)] Para l = 0, orbitales s Para l = 1, orbitales p Para l = 2, obitales d Para l = 3, orbitales f Para l = 4, orbitales g El número cuántico l

El número cuántico m l  El valor del número cuántico magnético, define la orientación espacial del orbital frente a un campo magnético externo.  m l = -l, -l+1, …, 0, …, l+1, l

 El valor del espín, puede ser +1/2 o - 1/2. (Al orbital sin el valor de s se le llama orbital espacial, al orbital con el valor de s se le llama espínorbital.) El número cuántico s

La función de onda se puede descomponer, empleando coordenadas esféricas, de la siguiente forma: Ψn, l, ml = Rn, l (r) Θl, ml (θ) Φml (φ) Donde Rn, l (r) representa la distancia del electrón al núcleo y Θl, ml (θ) Φml (φ) la geometría del orbital. Para la representación del orbital se emplea la función cuadrado, |Θl, ml (θ)|² |Φml (φ)|², ya que ésta es proporcional a la densidad de carga y por tanto a la densidad de probabilidad, es decir, el volumen que encierra la mayor parte de la probabilidad de encontrar al electrón o, si se prefiere, el volumen o región del espacio en la que el electrón pasa la mayor parte del tiempo.

Video 1

Orbitales “s”

Orbitales “p”

Orbitales “d”

Orbitales “f”

Video 2

HTML números cuánticos

¿Y para qué?

Enlace Químico

Orbitales electrónicos- Orbitales moleculares

Diagrama de energía

Orbitales “p”

TAN Gracias