Transcript MODELOS ATÓMICOS

MODELO DE BOHR
PARA EL ÁTOMO DE
HIDRÓGENO
David Esteban Quitian Rodríguez
No. de lista: 34 Código: 285455 Grupo: 8
Mallory Paola Pulido Cruz
No. de lista: 32 Código: 244074 Grupo: 8
INTRODUCCIÓN Y ANTECEDENTES
• Los modelos atómicos han pasado por
diversas concepciones; cada una de ellas
explicó, en su momento, todos los datos
experimentales de los cuales se disponía,
pero con el tiempo fue necesario
modificarlos para adaptarlos a los nuevos
datos y necesidades de las investigaciones.
Cada modelo se apoya en los anteriores,
conservando determinados aspectos y
conservando otros.
MODELO DE DALTON
• En el año de 1803, el químico inglés John
Dalton propone una teoría sobre la
construcción de la materia. Para él, los
átomos eran esferas macizas, indestructibles,
indivisibles, inmutables e iguales entre sí en
cada elemento.
MODELO DE THOMSON
• En el año de 1898, J.J. Thompson propuso un
modelo en el que la materia se componía de
dos partes, una negativa y una positiva. La
parte negativa estaba constituida por
electrones, los cuales se encontraban
incrustados
en
la
región
positiva,
análogamente como se encuentran las
semillas en una sandía, o las pasas dentro de
un pan. De esta forma el átomo como
identidad sería eléctricamente neutro.
MODELO DE THOMSON
“Pudín con
pasas”
MODELO DE THOMSON
• Los principales logros de este modelo fueron:
• Espectros atómicos (aunque no su carácter
discreto)
• Conductividad y polarización
• Periodicidad de propiedades químicas
MODELO DE RUTHERFORD
• Representa un avance sobre el modelo de
Thomson, ya que mantiene que el átomo se
compone de una parte positiva y una
negativa, sin embargo, a diferencia del
anterior, postula que la parte positiva se
concentra en un núcleo, el cual también
contiene virtualmente toda la masa del
átomo, mientras que los electrones se ubican
en una corteza orbitando al núcleo en órbitas
circulares o elípticas con un espacio vacío
entre ellos.
MODELO DE RUTHERFORD
“Modelo Planetario” 1911
MODELO DE RUTHERFORD
• Los logros que se obtuvieron con este modelo fueron los
siguientes:
• Dispersión de partículas .
• Átomos de un mismo elemento tienen igual carga positiva
• Carga nuclear: n e-, número atómico: posición en tabla periódica.
• Pero tenía serías dificultades dificultades:
• Según la mecánica clásica el sistema electrón- núcleo es estable
si e- gira alrededor del núcleo.
• Pero: si e- gira debe emitir radiación: e- pierden energía,
trayectoria en espiral modelo de Thompson.
• -solo espectros continuos
MODELO DE BOHR
• La Hipótesis que se planteó fue la siguiente:
• “Los electrones en un átomo, giran alrededor
del núcleo en órbitas circulares de radio bien
definido.”
MODELO DE BOHR
• Postulados del modelo de Bohr:
I. El átomo de hidrógeno está constituido por un
núcleo con carga +Ze y un electrón ligado a él
mediante fuerzas electrostáticas.
II. Existe, para el átomo, un conjunto discreto de
estados energéticos en los cuales un electrón
puede
moverse
sin
emitir
radiación
electromagnética. Estos estados se denominan
estados estacionarios y en ellas la energía es
constante.
MODELO DE BOHR
III. En los estados estacionarios el momento
angular del electrón (L) es igual a un múltiplo
entero n de la constante de Planck h dividida
por 2π.
MODELO DE BOHR
• Así, el electrón solamente puede ubicarse en
ciertas
órbitas
cuyos
radios
están
determinados por la condición anterior, esto
es:
n=1,2,…
MODELO DE BOHR
IV. Cuando un electrón realiza una transición de
un estado estacionario de energía Ei, a otro de
energía Ef, emite (o absorbe) radiación
electromagnética de frecuencia  dada por la
relación:
MODELO DE BOHR
• Consideremos un electrón que gira alrededor
de un núcleo carga +Ze. El electrón se
encuentra en la enésima orbita permitida, de
radio , y la órbita es estable cuando la fuerza
centrípeta es igual a la fuerza eléctrica. Esto
es:
MODELO DE BOHR
• De las ecuaciones se obtienen las siguientes expresiones para la
velocidad y el radio de las órbitas permitidas del electrón:
• y por consiguiente:
n=1,2,…
• donde a0 se denomina radio de Bohr (radio de la primera órbita
n=1) y su valor es de 0.53Å para el átomo de hidrógeno.
MODELO DE BOHR
• La energía total del electrón es igual a la suma de su
energía cinética y su energía potencial eléctrica;
entonces:
• Reemplazando en esta ecuación la velocidad y el radio
por sus expresiones encontradas anteriormente, se
obtiene:
MODELO DE BOHR
MODELO ACTUAL
• En el modelo de Schrödinger se abandona la
concepción de los electrones como esferas
diminutas con carga que giran en torno al núcleo,
que es una extrapolación de la experiencia a nivel
macroscópico hacia las diminutas dimensiones
del átomo. En vez de esto, Schrödinger describe a
los electrones por medio de una función de onda,
el cuadrado de la cual representa la probabilidad
de presencia en una región delimitada del
espacio. Esta zona de probabilidad se conoce
como orbital.
COMPARACIÓN DE LOS MODELOS
EJEMPLO ILUSTRATIVO
• Problema: Un haz de electrones incide sobre
una muestra de hidrógeno gaseoso. ¿A qué
diferencia de potencial se deben acelerar los
electrones para que los átomos de hidrógeno,
al regresar a su estado base, emitan durante el
proceso la primera línea de la serie de
Balmer?
• Para el átomo de hidrógeno la energía necesaria para que su
único electrón regrese a su estado basal es:
• Por lo tanto, para que emita la primera línea de la serie de
Balmer, la cual se encuentra entre los niveles de energía n = 2
y n = 3:
• Por el cuarto postulado de Bohr, sabemos que cuando el
electrón realiza una transición de un estado a otro, emite, o
absorbe energía, entonces, tenemos que:
• La energía total de los electrones es la suma de sus energía
cinética y potencial:
• K es cero, porque cuando el electrón regresa a su estado
basal, ya no tiene energía cinética, por lo tanto:
• Porque, para un electrón, su energía en electrón-voltios es
numéricamente igual al potencial que lo acelera.
BIBLIOGRAFÍA
• GARCÍA, Mauricio. Introducción a la
Física Moderna. Tercera Edición.
Bogotá D.C.: Universidad Nacional
de Colombia. 2006. 355 p.
• SERWAY, Raymond. Física para
Ciencias e Ingenierías. Volumen II.
Sexta Edición. México D.F.:
International Thomson Editores S.A.
2004. 848 p.
BIBLIOGRAFÍA
• http://concurso.cnice.mec.es/cnice
2005/93_iniciacion_interactiva_mat
eria/curso/materiales/atomo/model
os.htm [24/10/2008]
• http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd
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• http://es.wikipedia.org/wiki/Atomo
[24/10/2008]