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ESTRUCTURA ELECTROMAGNETICA DE LOS ATOMOS

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Jazz R. Castellanos

on 2 October 2013

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Transcript of ESTRUCTURA ELECTROMAGNETICA DE LOS ATOMOS

Estructura Electromagnética de los Átomos
* Radiación Electromagnetica
* Efecto fotoeléctrico
* Naturaleza ondulatoria del electrón
* Visión de la mecánica cuántica
* Orbitales atómicos.
Radiación electromagnética
o energía radiante, puede describirse en términos de ondas
Para caracterizar cualquier onda, debemos especificar su longitud de onda (o su superficie).
La longitud de onda es la distancia entre dos puntos contiguos idénticos cualquiera de la onda.
La frecuencia es el número de crestas de ondas que pasan por un punto dado por unidad de tiempo y suele expresarse en ciclos por segundos, 1/s.

Ejemplo
La luz visible. Sus longitudes de onda van de más o menos 4.0x10(-7) m (violeta) a 7.5x10(-7) m (roja). En terminos de frecuencias, este intervalo va de aproximadamente 7.5 x 10(14) Hz (violeta) a 4.0 x10(14) Hz (roja)
Estructura de los átomos
Efecto fotoeléctrico
observaciones
Los electrones son expulsados solo si la luz tiene una longitud de onda suficientemente corta (con energía suficientemente alta) no importa el tiempo de exposición o la brillantez de la luz.

El numero de electrones emitidos por segundo (la corriente) aumenta conforme se incrementa la brillantez (intensidad) de la luz
Naturaleza ondulatoria
Broglie predijo que una partícula de masa (m) y velocidad (v) debería tener longitud de onda asociada con ella.



( donde h es la constante de Planck)
Dos años después, en los Laboratorio Telefónicos Bell, Davisson y Germer encontraron que la longitud de onda asociada con electrones de energía conocida fue exactamente lo que predijo Broglie, resultado dado de experimento con un cristal de níquel que difractaba electrones.

Ejemplo
Visión de la mecánica cuántica del átomo
Principio de incertidumbre de Heisenberg
" Es imposible determinar con exactitud el momento y la posición de un electron (o de cualquier otra partícula muy pequeña) en forma simultanea.


Imagen ilustrativa de la dualidad onda-partícula, en el que se aprecia cómo un mismo fenómeno puede ser percibido de dos modos distintos.
Orbitales atómicos
El aparato para mostrar el efecto fotoeléctrico tiene dos electrodos, uno negativo y otro positivo, el electrodo negativo (cátodo) dentro del tubo al vacío es de metal puro, cuando la luz de energía suficiente incide sobre el metal, los electrones son expulsados de su superficie, del átomo, entonces se dirigen hacia el electrodo positivo (ánodo) y forman una corriente que fluye por el circuito.


ejemplo
La idea de que la luz podía exhibir propiedades tanto de ondas como de partículas impulsó a Luis de Broglie a pensar que las partículas muy pequeñas, como los electrones, también podrían exhibir en ciertas condiciones, propiedades ondulatorias.
Graciasa los trabajos de Broglie, Davisson
y Germer, ahora sabemos que resulta más
eficiaz tratar a los electrones en los átomos como ondas y no como partículas
pequeñas viajando en orbitas circulares.

Mecánica cuántica
Se basa en las propiedades ondulatorias
de la materia, describen mejor el comportamiento de partículas muy pequeñas.
La cuantización de la energía es una
concecuencia de estas propiedades.
Los fotones que interactúan con los electrones
poseen de manera aproximada la misma energía.
En consecuencia, la interacción de un fotón con un electrón modifica con severidad el movimiento del
electrón.
Con estas ideas en mente, haremos una lista de las ideas basicas de la mecánica cuantica:

Los átomos y las moleculas sólo pueden existir en ciertos estados de energia.
Poseen una energía definida.
Cuando cambia de estado, debe adsorber o emitir energía suficiente para llevarlo a otro estado de energía.
1. Condición cuantica
2. Energías electrónicas
Cuando emiten o absorben radiación (luz) modifican su energía y el cambio esta relacionado con la frecuencia o la longitud de onda de la luz que emite o absorbe según las ecuaciones:

3. Números cuánticos
Los estados de energía permitidos de los átomos o moleculas pueden describirse mediante una serie de números llamados: Números cuánticos.
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