Indice.

1.1 El átomo y sus partículas subatómicas.

        1.1.1 Rayos Catódicos y Rayos anódicos

       1.2 Base experimental de la teoría cuántica.

        1.2.1 Teoría ondulatoria de la luz

        1.2.2 Radiación del cuerpo negro y teoría de Planck.

        1.2.3 Efecto fotoeléctrico.

        1.2.4 Espectros de emisión y series espectrales.

1.3 Teoría atómica de Bohr.

       1.4 Teoría cuántica.

        1.4.1 Principio de dualidad. Postulado de De Broglie.

        1.4.2 Principio de incertidumbre de Heisenberg.

        1.4.3 Ecuación de onda de Schrödinger.

        1.4.4 Números cuánticos y orbitales atómicos

1.5 Distribución electrónica en sistemas polielectrónicos.

        1.5.1 Principio de Aufbau o de construcción.

        1.5.2 Principio de exclusión de Pauli.

        1.5.3 Principio de máxima multiplicidad de Hund.

        1.5.4 Configuración electrónica de los elementos y su ubicación en la clasificación periódica.

        1.5.5 Principios de Radiactividad

     

Actividad 1. Investigar los temas de la unidad

1.1. - EL ÁTOMO Y SU ESTRUCTURA ATÓMICA.

Definición de átomo:Un átomo se definía en la Grecia clásica como la parte más pequeña e indivisible constituyente de la materia.Fue el desarrollo de la química la que consiguió establecer un número determinado de constituyentes de toda la materia existente y medible en la Tierra. Sus hallazgos dieron su mayor fruto de la mano de Mendeleiev, al concretar de una forma sencilla todos los posibles átomos (definiendo de hecho la existencia de algunos no descubiertos hasta tiempo después).Más adelante se descubrió que, si bien los recién definidos átomos cumplían la condición de ser los constituyentes de toda la materia, no cumplían ninguna de las otras dos condiciones. Ni eran la parte más pequeña ni eran indivisibles. Sin embargo se decidió mantener el término átomo para estos constituyentes de la materia.La electroquímica liderada por G. Johnstone Stoney, dio lugar al descubrimiento de los electrones (e-) en 1874, observado en 1897 por J. J. Thomson. Estos electrones daban lugar a las distintas configuraciones de los átomos y de las moléculas. Por su parte en 1907 los experimentos de Ernest Rutherford revelaron que gran parte del átomo era realmente vacío, y que casi toda la masa se concentraba en un núcleo relativamente pequeño. El desarrollo de la teoría cuántica llevó a considerar la química en términos de distribuciones de los electrones en ese espacio vacío. Otros experimentos demostraron que existían unas partículas que formaban el núcleo: el protón (p+) y el neutrón (n) (postulado por Rutherford y descubierto por James Chadwick en 1932). Estos descubrimientos replanteaban la cuestión de las partes más pequeñas e indivisibles que formaban el universo conocido. Se comenzó a hablar de las partículas subatómicas.Más tarde aún, profundizando más en las propiedades de los protones, neutrones y electrones se llegó a la conclusión de que tampoco estos (al menos los dos primeros) podían ser tratados

como la parte más pequeña, ni como indivisibles, ya que los quarks daban estructura a los nucleones. A partir de aquí se empezó a hablar de partículas cuyo tamaño fuese inferior a la de cualquier átomo. Esta definición incluía a todos los constituyentes del átomo, pero también a los constituyentes de esos constituyentes, y también a todas aquellas partículas que, sin formar parte de la materia, existen en la naturaleza. A partir de aquí se habla de partículas elementales.

Partícula subatómica:Una partícula subatómica es una partícula más pequeña que el átomo. Puede ser una partícula elemental o una compuesta. La física de partículas y la física nuclear se ocupan del estudio de estas partículas, sus interacciones y de la materia que las forma y que no se agrega en los átomos.Se consideran partículas subatómicas a los constituyentes de los átomos: protones, electrones y neutrones. La mayoría de las partículas elementales que se han descubierto y estudiado no pueden encontrarse en condiciones normales en la Tierra, sino que se producen en los rayos cósmicos y en los procesos que se dan en los aceleradores de partículas. De este modo, existen docenas de partículas subatómicas.

1.1.1.- RAYOS CATÓDICOS Y RAYOS ANÓDICOS.

Rayos catódicos:Los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida como diodo. Cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. Si las paredes internas de vidrio detrás del ánodo están cubiertas con un material fosforescente, brillan intensamente. Una capa de metal colocada entre los electrodos proyecta una sombra en la capa fosforescente. Esto significa que la

causa de la emisión de luz son los rayos emitidos por el cátodo al golpear la capa fosforescente. Los rayos viajan hacia el ánodo en línea recta, y continúan más allá de él durante una cierta distancia. Este fenómeno fue estudiado por los físicos a finales del siglo XIX, otorgándose un premio Nobel a Philipp von Lenard. Los rayos catódicos primeramente fueron producidos por los tubos de Geissler. Los tubos especiales fueron desarrollados para el

estudio de estos rayos por William Crookes y se los llamó tubos de

Crookes. Pronto se vio que los rayos catódicos están formados por

los portadores reales de la electricidad que ahora se conocen como

electrones. El hecho de que los rayos son emitidos por el cátodo, es

decir el electrodo negativo, demostró que los electrones tienen

carga negativa. Los rayos catódicos se propagan en línea recta en

ausencia de influencias externas, pero son desviados por los

campos eléctricos o magnéticos (que pueden ser producidos

colocando los electrodos de alto voltaje o imanes fuera del tubo de

vacío - esto explica el efecto de los imanes en una pantalla de TV).

El refinamiento de esta idea es el tubo de rayos catódicos (CRT),

también conocido como tubo de Braun (porque fue inventado el

1897 por Ferdinand Braun). El CRT es la clave en los sistemas de

televisión, en los osciloscopios, y en las cámaras de televisión

vidicon.

Rayos anódicos:

Cuando en el tubo de descarga se coloca un cátodo perforado, se

observa que análogamente al caso anterior, existen unos rayos que

lo atraviesan e inciden en la parte opuesta del ánodo. Estos rayos

se denominan rayos anódicos o canales y están formados por

partículas positivas. Para estas partículas la relación carga/masa

depende de la naturaleza del gas encerrado en el tubo. Si el gas es

el hidrógeno, esa relación es la mayor de las conocidas, por lo cual

el ión positivo es el de menor masa y se denomina protón.

1.2.- BASE EXPERIMENTAL DE LA TEORIA CUANTICA.

Teoría cuántica, teoría física basada en la utilización del concepto

de unidad cuántica para describir las propiedades dinámicas de las

partículas subatómicas y las interacciones entre la materia y la

radiación. Las bases de la teoría fueron sentadas por el físico

alemán Max Planck, que en 1900 postuló que la materia sólo puede

emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas

cuantos. Otra contribución fundamental al desarrollo de la teoría fue

el principio de incertidumbre, formulado por el físico alemán Werner

Heisenberg en 1927, y que afirma que no es posible especificar con

exactitud simultáneamente la posición y el momento lineal de una

partícula subatómica.

Los químicos del siglo pasado sabían bien que el hidrógeno era el

elemento más ligero y que su átomo sería el más simple: en el

modelo planetario un electrón con carga e daría vueltas atraído

eléctricamente por el primero de los núcleos, el protón. La ecuación

de la mecánica cuántica, llamada ecuación de Schrödinger, puede

resolverse en este caso y a su solución se le llama la función de

onda y, relacionada con la probabilidad de encontrar al electrón en

distintos puntos del espacio que rodea al protón.

La función y tiene tres características: tamaño de la región en el

espacio donde y no es nula, su forma geométrica y su orientación.

La primera característica de la función y equivale al tamaño del

átomo, es decir, de la región

donde está confinado el electrón. Esto fija la longitud de onda l

típica que debe asociarse al electrón dentro del átomo. De acuerdo

al principio de incertidumbre, el momento lineal correspondiente

debería ser del orden de / l. Como la energía cinética es p /2me,

donde me es la masa del electrón, l determina la energía del átomo

de hidrógeno. En otras palabras, el tamaño de un sistema cuántico

está relacionado con su energía. Mientras menor sea la región de

confinamiento, más energía se requiere para mantenerlo estable.

1.2.1.- TEORÍA ONDULATORIA DE LA LUZ

Propugnada por Christian Huygens en el año 1678, describe y

explica lo que hoy se considera como leyes de reflexión y

refracción. Define a la luz como un movimiento ondulatorio

semejante al que se produce con el sonido. Ahora, como los físicos

de la época consideraban que todas las ondas requerían de algún

medio que las transportaran en el vacío, para las ondas lumínicas

se postula como medio a una materia insustancial e invisible a la

cual se le llamó éter (cuestión que es tratada con mayores detalles

en la separata 4.03 de este mismo capítulo). Justamente la

presencia del éter fue el principal medio cuestionador de la teoría

ondulatoria. En ello, es necesario equiparar las vibraciones

luminosas con las elásticas transversales de los sólidos sin que se

transmitan, por lo tanto, vibraciones longitudinales. Aquí es donde

se presenta la mayor contradicción en cuanto a la presencia del éter

como medio de transporte de ondas, ya que se requeriría que éste

reuniera alguna

característica sólida pero que a su vez no opusiera resistencia al

libre tránsito de los cuerpos sólidos. (Las ondas transversales sólo

se propagan a través de medios sólidos.)

1.2.2.- RADIACIÓN DEL CUERPO NEGRO Y TEORÍA DE

PLANCK.

El físico alemán Max Karl Ernst Ludwig Planck en 1900, dice que la

interacción entre la materia y la radiación, no se verifica de manera

continua, sino por pequeñas pulsadas llamados cuantos

(radiaciones electromagnéticas emitidas en unidades discretas de

energía), como resultado de los estudios de la radiación del cuerpo

negro (cuerpo o superficie ideal, que absorbe toda la energía

radiante sin reflejar ninguna). Planck diseño una fórmula

matemática que describiera las curvas reales con exactitud, para

demostrar que no todas las formas de radiación electromagnética

estaban constituidas por ondas, después, dedujo una hipótesis

física que pudiera explicar la fórmula. Su hipótesis fue que la

energía sólo es radiada en cuantos cuya energía es hð, donde ð es

la frecuencia de la radiación y h es el `cuanto de acción', ahora

conocido como constante de Planck. Según Planck, la energía de

un “cuanto de luz” (fotón), es igual a la frecuencia de la luz

multiplicada por una constante. La primera medida fiable de la

constante de Planck (1916) se debió al físico estadounidense

Robert Millikan. El valor actualmente aceptado es h = 6,626 × 10-34

julios X segundo.

1.2.3.- EFECTO FOTOELECTRICO.

El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un

metal cuando se hace incidir sobre él una radiación

electromagnética (luz visible o ultravioleta, en general). A veces se

incluyen en el término otros tipos de interacción entre la luz y la

materia:

Fotoconductividad: 

Es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en

diodos provocada por la luz. Descubierta por Willoughby Smith en

el selenio hacia la mitad del siglo XIX.

Efecto fotovoltaico: 

Transformación parcial de la energía luminosa en energía eléctrica.

La primera célula solar fue fabricada por Charles Fritts en 1884.

Estaba formada por selenio recubierto de una fina capa de oro.

El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich

Hertz en 1887, al observar que el arco que salta entre dos

electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores

cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la

oscuridad. La explicación teórica fue hecha por Albert Einstein,

quien publicó en 1905 el revolucionario artículo “Heurística de la

generación y conversión de la luz”, basando su formulación de la

fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobre

los cuantos de Max Planck. Más tarde Robert Andrews

Millikan pasó diez años experimentando para demostrar que la

teoría de Einstein no era correcta, para finalmente concluir que sí lo

era. Eso permitió que Einstein y Millikan fueran condecorados

con premios Nobel en 1921 y 1923, respectivamente. Se podria

decir que el efecto fotoeléctrico es lo opuesto a los rayos X, ya que

el efecto fotoeléctrico dice que los fotones luminosos pueden

transferir energía a los electrones.

Los rayos X (no se sabía que eran en ese tiempo, por eso la

incógnita "X") son transformaciones de toda o parte de la energía

cinética de un electrón en movimiento, en un fotón. Esto no

solamente es posible, sino da la casualidad de que se descubrió

antes de que salieran a la luz los trabajos de Planck y Einstein

(aunque no se comprendió entonces).

1.2.4.- ESPECTROS DE EMISION Y SERIES

ESPECTRALES.

ESPECTROS DE EMISIÓN

Cuando la energía se introduce calentando el elemento a una

temperatura elevada, por radiación o por energía eléctrica, los

átomos absorben energía. Cuando la fuente de energía se elimina,

los átomos emiten la energía que absorbieron. En algunos casos, la

emisión ocurre mientras la fuente de energía todavía se encuentra

presente, como en el caso de la luz emitida cuando se aplica un

voltaje elevado a electrodos de carbón, produciendo un arco

eléctrico. Una forma familiar de esta radiación es la luz, que emite

un elemento que se conoce como espectro. El instrumento que se

utiliza en espectroscopia, llamado espectroscopio, separa la luz en

sus longitudes de onda componentes. Entonces, las diferentes

longitudes de onda se enfocan como líneas sobre una pantalla o

película. Se ha establecido, que cada elemento absorbe y emite,

únicamente ciertas longitudes de onda. Un ejemplo familiar de

emisión de color particular o longitud de onda de luz es la luz rojiza

del neón.

SERIES ESPECTRALES

Bohr obtuvo una fórmula general para la radiación emitida por el

átomo de hidrógeno, que no sólo proporcionaba las longitudes

de onda de las líneas de Balmer, sino que predecía correctamente

otras series de líneas que se observaron posteriormente en la zona

ultravioleta e infrarroja del espectro del hidrógeno.

1.3.- TEORIA ATOMICA DE BHOR.

Bohr supuso que los electrones están dispuestos en capas

definidas, o niveles cuánticos, a una distancia considerable del

núcleo. La disposición de los electrones se denomina configuración

electrónica. El número de electrones es igual al número atómico del

átomo: el hidrógeno tiene un único electrón orbital, el helio dos y el

uranio 92. Las capas electrónicas se superponen de forma regular

hasta un máximo de siete, y cada una de ellas puede albergar un

determinado número de electrones. La primera capa está completa

cuando contiene dos electrones, en la segunda caben un máximo

de ocho, y las capas sucesivas pueden contener cantidades cada

vez mayores. Ningún átomo existente en la naturaleza tiene la

séptima capa llena. Los “últimos” electrones, los más externos o los

últimos en añadirse a la estructura del átomo, determinan el

comportamiento químico del átomo.

Todos los gases inertes o nobles (helio, neón, argón, criptón, xenón

y radón) tienen llena su capa electrónica externa. No se combinan

químicamente en la naturaleza, aunque los tres gases nobles más

pesados (criptón, xenón y radón) pueden formar compuestos

químicos en el laboratorio. Por otra parte, las capas exteriores de

los elementos como litio, sodio o potasio sólo contienen un electrón.

Estos elementos se combinan con facilidad con otros elementos

(transfiriéndoles

su electrón más externo) para formar numerosos compuestos

químicos. De forma equivalente, a los elementos como el flúor, el

cloro o el bromo sólo les falta un electrón para que su capa exterior

esté completa. También se combinan con facilidad con otros

elementos de los que obtienen electrones.

Las capas atómicas no se llenan necesariamente de electrones de

forma consecutiva. Los electrones de los primeros 18 elementos de

la tabla periódica se añaden de forma regular, llenando cada capa

al máximo antes de iniciar una nueva capa. A partir del elemento

decimonoveno, el electrón más externo comienza una nueva capa

antes de que se llene por completo la capa anterior. No obstante, se

sigue manteniendo una regularidad, ya que los electrones llenan las

capas sucesivas con una alternancia que se repite. El resultado es

la repetición regular de las propiedades químicas de los átomos,

que se corresponde con el orden de los elementos en la tabla

periódica.

Resulta cómodo visualizar los electrones que se desplazan

alrededor del núcleo como si fueran planetas que giran en torno al

Sol. No obstante, esta visión es mucho más sencilla que la que se

mantiene actualmente. Ahora se sabe que es imposible determinar

exactamente la posición de un electrón en el átomo sin perturbar su

posición. Esta incertidumbre se expresa atribuyendo al átomo una

forma de nube en la que la posición de un electrón se define según

la probabilidad de encontrarlo a una distancia determinada del

núcleo. Esta visión del átomo como “nube de probabilidad”

ha sustituido al modelo de sistema solar.

Primer postulado.

El átomo consta de un núcleo en el que esta localizada toda carga

positiva del átomo y casi toda su masa. El electrón describe orbitas

circulares alrededor del núcleo, de forma que la fuerza centrífuga

equilibra la fuerza de atracción electrostática.

Fc = mv

Fe = e

r = Ke

r r

mv

siendo

K= 1 = 9*10^9 N * m

  * C

4πєο

Segundo postulado.

El electrón no puede girar alrededor del núcleo en cualquier orbita,

solo puede hacerlo en aquellas orbitas en las que se cumple que el

momento angular del electrón es un múltiplo entero de h/2π.

mvr = n h

2π

siendo h la constante de Planack, m la masa del electrón, v su

velocidad, r el radio de la orbita y n un numero entero. Llamado

numero cuántico principal que vale 1 para la primera orbita, 2 para

la segunda, etc.

Tercer postulado.

Cuando el electrón se mueve en una determinada orbita no radia

energía, solo lo hace cuando cambia de orbita. Si pasa de una

orbita externa a otra mas interna emite energía, y la absorbe

cuando pasa de una orbita interna a otra mas externa. La frecuencia

de la radiación viene dada por la ecuación:

E2 – E1 = hv

Siendo E1 y E2 las energías de las correspondientes órbitas.

Por combinación de los tres postulados se obtienen los valores de

la velocidad, el radio de las orbitas, y la energía, que dependen del

numero cuántico principal n(están cuantizadas):

2πe K h n

K

2π me

v = hn r = 4π me K E = h n

La concordancia entre las frecuencias calculadas por Bohr y las

obtenidas por los espectrocopistas

en el átomo de hidrógeno, significo un éxito rotundo para el modelo

atómico de Bohr.

1.4.- TEORIA CUANTICA

La teoría cuántica, es una teoría física basada en la utilización del

concepto de unidad cuántica para describir las propiedades

dinámicas de las partículas subatómicas y las interacciones entre la

materia y la radiación. Las bases de la teoría fueron sentadas por el

físico alemán Max Planck, que en 1900 postuló que la materia sólo

puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas

llamadas cuantos. Otra contribución fundamental al desarrollo de la

teoría fue el principio de incertidumbre, formulado por el físico

alemán Werner Heisenberg en 1927, y que afirma que no es posible

especificar con exactitud simultáneamente la posición y el momento

lineal de una partícula subatómica.

1.4.1 PRINCIPIO DE DUALIDAD. POSTULADO DE

BROGLIE.

El físico francés Louis de Broglie en 1924, considero, que la luz no

solo es un efecto corpuscular sino también ondulatorio. La dualidad

onda-corpúsculo

es la posesión de propiedades tanto ondulatorias como

corpusculares por parte de los objetos subatómicos. La teoría de la

dualidad de la materia considera que la materia tiene un

comportamiento corpúsculo-onda ó partícula-onda.

= longitud de onda h = constante de Planck

m = masa del electrón v = velocidad de la partícula-onda.

1.4.2 PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE

HEISENBERG.

El físico alemán Werner Heisenberg en 1926, expreso que es

imposible conocer con presión y simultáneamente la posición y

velocidad del electrón, ya que al determinar la velocidad se altera el

valor real de su posición.

1.4.3 ECUACIÓN DE ONDA DE SCHRÖDINGER.

El físico austriaco Erwin Schrödinger en 1927, establece la relación

entre la energía de un electrón y la distribución de este en el

espacio deacuerdo con sus propiedades ondulatorias. Propuso una

ecuación que no señala órbitas discretas, sino la onda asociada al

electrón. Su ecuación es:

² ð ² ð ² ð ² ð

x² y² z² h²

= Derivación parcial de la función de onda

ð = (psi) Amplitud de la función de onda del electrón

E = Energía total del sistema

v = Energía potencial del sistema

m = Masa del electrón

h = Constante de Planck

(x, y, z) = Coordenadas cartesianas

Al resolver la ecuación de Schrödinger se encontró solución a los

siguientes números cuánticos, con excepción del cuarto parámetro

que fue agregado por Dirac:

Núm. Cuánt. Principal ( n ).-Define el tamaño de la nube electrónica.

Núm. Cuánt. Secundario ó azimutal ( ! ).-Determina la forma del

órbital.

Núm. Cuánt. Magnético (

m ).-Señala las orientaciones del órbital.

Núm. Cuánt. Spin ( s ).- Indica el giro del electrón y la posición.

Si ! = 0, n=1 su órbital es s, m es igual 0 y s es igual a +½, -½ con 2

e- como máximo.

Si ! = 0,1, n=2 su órbital es p, es igual -1,0,+1 y s es igual a +½,-½

con 6 e- como máximo.

Si ! = 0,1,2, n=3 su órbital es d, es igual -2,-1,0,1,2 y s es igual a

+½,-½ con 10 e- como máximo.

Si ! = 0,1,2,3, n=4 su órbital es f, es igual -3,-2,-1,0,1,2,3 y s es igual

a +½,-½ con 14 e- como máximo.

Cuando n=5,6,7 son los mismos orbítales que n=4.

1.4.4.- NÚMEROS CUÁNTICOS Y ORBITALES

ATÓMICOS.

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 más aceptado y utilizado en los últimos tiempos.

Los números atómicos más importantes son cuatro:

Número Cuántico Principal.

Número Cuántico Secundario.

Número Cuántico Magnético.

Número Cuántico de Spin.

Número Cuántico Principal (n):

Este número cuántico indica la distancia entre el núcleo y el

electrón, medida en niveles energéticos, pero la distancia media en

unidades de longitud también crece monótonamente con n. Los

valores de este número, que corresponde al número del nivel

energético, varian entre 1 e infinito, más solo se conocen átomos

que tengan hasta 7 niveles energéticos en su estado fundamental.

Número Cuántico Secundario (l):

El número cuántico del momento angular o azimutal (l =

0,1,2,3,4,5,...,n-1), indica

la forma de los orbitales y el subnivel de energía en el que se

encuentra el electrón. Un orbital de un átomo hidrogenoide

tiene l nodos angulares y n-1-l nodos radiales. Si:

l = 0: Suborbital "s" ("forma circular") →s proviene de sharp (nitido)

(*)

l = 1: Suborbital "p" ("forma semicircular achatada") →p proviene

de principal (*)

l = 2: Suborbital "d" ("forma lobular, con anillo nodal") →d proviene

de difuse (difuso) (*)

l = 3: Suborbital "f" ("lobulares con nodos radiales") →f proviene

de fundamental (*)

l = 4: Suborbital "g" (*)

l = 5: Suborbital "h" (*)

Número Cuántico Magnético (m):

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.  

Indica la orientación espacial del subnivel de energía, "(m = -

l,...,0,...,l)". Para cada valor de l hay 2l+1 valores de m.

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.

De esta manera entonces se puede determinar el lugar donde se

encuentra un electrón determinado, y los niveles de energía del

mismo, esto es importante en el estudio de las radiaciones, la

energía de ionización, así como de la energía liberada por un átomo

en una reacción.

1.5.- DISTRIBUCIÓN ELECTRÓNICA EN SISTEMAS

POLIELECTRÓNICOS.

La configuración electrónica de un átomo informa cómo están

distribuidos los electrones entre los diversos orbitales atómicos. Se

utilizarán los primeros diez electrones (de hidrógeno al neón) para

mostrar las reglas básicas de escritura de las configuraciones

electrónicas de los estados fundamentales de los átomos. El

numero de electrones de un átomo neutro es igual a su numero

atómico z.

La configuración electrónica se puede representar por un diagrama

de orbital que muestra el spin del electrón

Donde la flecha hacia arriba indica uno de los dos posibles

movimientos de giro del electrón, la caja representa un orbital

atómico.

1.5.1.-   PRINCIPIO DE AUFBAU O DE CONSTRUCCIÓN .

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 erudito 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.

Los orbitales se 'llenan' respetando la regla de Hund, que dice que

ningún orbital puede tener dos electrones antes que los restantes

orbitales de la misma subcapa tengan al menos uno. Se comienza

con el orbital de menor energía.

Primero debe llenarse el orbital 1s (hasta un máximo de dos

electrones), esto de acuerdo con el número cuántico l.

Seguido se llena el orbital 2s (también con dos electrones como

máximo).

La subcapa 2p tiene tres orbitales degenerados en energía

denominados,

según su posición tridimensional, 2px, 2py, 2pz. Así, los tres

orbitales 2p puede llenarse hasta con seis electrones, dos en cada

uno. De nuevo, de acuerdo con la regla de Hund, deben tener todos

por lo menos un electrón antes de que alguno llegue a tener dos.

Y así, sucesivamente:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f14

6d10

7p6

1.5.2.- PRINCIPIO DE EXCLUSIÓN DE PAULI.

El principio de exclusión de Pauli fue un

principio cuántico enunciado por Wolfgang Ernst Pauli en 1925.

Establece que no puede haber dos fermiones con todos

sus números cuánticos idénticos (esto es, en el mismo estado

cuántico de partícula individual). Perdió la categoría de principio,

pues deriva de supuestos más generales: de hecho, es una

consecuencia del teorema de la estadística del spin.

El principio de exclusión de Pauli sólo se aplica a fermiones, esto

es, partículas que forman estados cuánticos antisimétricos y que

tienen espín semientero. Son fermiones, por ejemplo,

loselectrones y los quarks (estos últimos son los que forman los

protones y los neutrones). El principio de exclusión de Pauli rige, así

pues, muchas de las características distintivas de la materia. En

cambio, partículas como el fotón y el (hipotético) gravitón no

obedecen a este principio, ya que son bosones, esto es, forman

estados cuánticos simétricos y tienen espín entero. Como

consecuencia, una multitud de fotones puede estar en un mismo

estado cuántico de partícula, como en los láseres.

"Dos electrones en la corteza de un átomo no pueden tener al

mismo tiempo los mismos números cuánticos".

1.5.3.- PRINCIPIO DE MÁXIMA MULTIPLICIDAD DE

HUND.

El principio de máxima multiplicidad de Hund establece que cuando

en un subnivel existen varios orbitales (por ejemplo, en el subnivel l

=1, existen los orbitales px, py y pz), en primer lugar se semiocupan

todos los orbitales para después completarlos emparejando los

spines de los electrones

Esto tiene importancia porque las propiedades químicas de los

átomos dependen fundamentalmente de la estructura electrónica

más externa y el que pueda haber en ella orbitales con electrones

desapareados debe tenerse en cuenta de forma muy especial.

Ejemplo: La estructura del O conviene expresarla: 1s2 2s2 2px2

2py1 2pz1 , indicando la existencia de 2 orbitales externos con

electrones desapareados.

1.5.4.- CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA DE LOS

ELEMENTOS Y SU UBICACIÓN EN LA CLASIFICACIÓN

PERIÓDICA.

Configuración Electrónica

Los cuatro números cuánticos (n, l, m, s) permiten identificar

completamente un electrón en cualquier orbital de cualquier átomo.

Si analizamos el átomo de hidrógeno, vemos que representa un

sistema muy sencillo porque sólo contiene un electrón, que se ubica

en el orbital “s” del primer nivel de energía. Esta situación es

diferente para átomos que tienen más de un electrón. Para conocer

la distribución de electrones en los distintos orbitales (lugares donde

es más probable encontrar un electrón) en el interior de un átomo,

se desarrolló la configuración electrónica. En ella se indica

claramente el nivel de energía,

Los orbitales ocupados y el número de electrones de un átomo. 

1.5.5.- PRINCIPIOS DE RADIACTIVIDAD.

Poco después de que se descubriera los rayos X, en 1895; Antoine

Henri Becquerel (1852–1908) trató de demostrar la relación entre

los rayos X y la fosforescencia de las sales de uranio. En uno de

sus experimentos envolvió una placa fotográfica en papel negro,

colocó una muestra de sal de uranio sobre ella y la expuso a la luz

solar. Al revelar la placa apareció que los rayos emitidos por la sal

habían penetrado a través del papel. Tiempo después, Becquerel se

preparaba para repetir el experimento pero, como la luz solar era

intermitente, colocó el conjunto en un cajón. Días después reveló la

placa, esperando encontrarla sólo débilmente afectada. Se asombró

al observar una imagen intensa en la placa. Repitió el experimento

en la oscuridad total y obtuvo los mismos resultados, probando que

la sal de uranio emitía rayos que afectaban la emulsión fotográfica,

sin necesidad de ser expuesta a la luz solar. De este modo fue que

Becquerel descubrió la radiactividad. Marie Curie, dos años

después en 1898 dio a este fenómeno el nombre de radiactividad.

Radiactividad es la emisión espontánea de partículas o rayos por el

núcleo de un átomo. A los elementos que tienen esta propiedad se

les llama radiactivos. Posteriormente, Becquerel mostró que los

rayos provenientes del uranio podían ionizar el aire y también eran

capaces de penetrar a través de láminas metálicas delgadas.

En 1898, Marie Sklodowska Curie (1867–1934), con su esposo

Pierre Curie (1859–1906), dirigió sus investigaciones a la

radiactividad. En corto tiempo los Curie descubrieron dos elementos

nuevos, el polonio y el radio, ambos radiactivos. Para confirmar su

trabajo sobre el radio, procesaron una tonelada de residuos de

mineral llamado pecblenda, para obtener 0.1 g de cloruro de radio

puro, que usaron para efectuar más estudios sobre las propiedades

del radio y determinar su masa atómica.

Ernest Rutherford, en 1899, comenzó a investigar la naturaleza de

los rayos emitidos por el uranio. Encontró dos tipos de rayos, a los

que llamó rayos alfa y beta. Pronto se dio cuenta que el uranio, al

emitir estos rayos, se transformaba en otro elemento. A la altura de

1912 se conocían ya más de 30 isótopos radiactivos y hoy se

conocen mucho más. Paul Villard descubrió en 1900, los rayos

gamma, un tercer tipo de rayos que emiten los materiales

radiactivos y que es semejante a los rayos X. De acuerdo con la

descripción del átomo nuclear, Rutherford se atribuyó el fenómeno

de la radiactividad a reacciones que se efectúan en los núcleos de

los átomos. La radiactividad o radioactividad es un fenómeno físico

natural, por el cual algunas sustancias o elementos químicos

llamados radiactivos, emiten radiaciones que tienen la propiedad de

impresionar placas fotográficas, ionizar gases, producir

fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, etc.

Debido a esa capacidad se las suele denominar radiaciones

ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones

emitidas pueden ser electromagnéticas

En forma de rayos X o rayos gamma, o bien partículas, como

pueden ser núcleos de Helio, electrones o positrones, protones u

otras. La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son

“inestables”.

Actividad 2. Definir los terminos tecnicos

Atomo.

Es la unidad de materia más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades, y que no es posible dividir medianteprocesos químicos. Está compuesto por un núcleo atómico, en el que se concentra casi toda su masa, rodeado de una nube de electrones. El núcleo está formado por protones, con carga positiva, y neutrones, eléctricamente neutros. Los electrones, cargados negativamente, permanecen ligados a este mediante la fuerza electromagnética.

Los átomos se clasifican de acuerdo al número de protones y neutrones que contenga su núcleo. El número de protones o número atómico determina su elemento químico, y el número de neutrones determina su isótopo. Un átomo con el mismo número de protones que de electrones es eléctricamente neutro. Si por el contrario posee un exceso de protones o de electrones, su carga neta es positiva o negativa, y se denomina ion.

Desintegracion beta.es un proceso mediante el cual un nucleido o núclido inestable emite una partícula beta(un electrón o positrón) para compensar la relación de neutrones y protones del núcleo atómico.

Cuando esta relación es inestable, algunos neutrones se convierten en protones. Como resultado de esta mutación, cada neutrón emite una partícula beta y un antineutrino electrónico o un neutrino electrónico.

La partícula beta puede ser un electrón, en una emisión beta menos (β–), o un positrón, en una emisión beta más (β+). La diferencia fundamental entre un electrón (β–) y la de un positrón (β+) con respecto a la partícula beta correspondiente es el origen nuclear de aquéllos: no se trata de un electrón ordinario expulsado de un orbital atómico.

En este tipo de desintegración, el número de neutrones y protones, o número másico, permanece estable, ya que la cantidad de neutrones disminuye una unidad y la de protones aumenta así mismo una unidad. El resultado del decaimiento beta es un núcleo

en que el exceso de neutrones o protones se ha corregido en dos unidades y por tanto resulta más estable.

Configuracion electronica.es la manera en la cual los electrones se estructuran o se modifican en un átomo, molécula o en otra estructura físico-química, de acuerdo con el modelo de capas electrónico, en el cual las funciones de ondas del sistema se expresa como un producto de orbitales antisimetrizadas.1 2 Cualquier conjunto de electrones en un mismo estado cuántico deben cumplir el principio de exclusión de Pauli. Por ser fermiones (partículas de espín semientero) el principio de exclusión de Pauli nos dice que esto es función de onda total (conjunto de electrones) debe serantisimétrica.3 Por lo tanto, en el momento en que un estado cuántico es ocupado por un electrón, el siguiente electrón debe ocupar un estado cuántico diferente.

Efecto fotoelectrico.Consiste en la emisión de electrones por un metal o fibra de carbono cuando se hace incidir sobre él una radiación electromagnética(luz visible o ultravioleta, en general). A veces se incluyen en el término otros tipos de interacción entre la luz y la materia:

Fotoconductividad: es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en diodos provocada por la luz. Descubierta por Willoughby Smith en elselenio hacia la mitad del siglo XIX.

Efecto fotovoltaico: transformación parcial de la energía luminosa en energía eléctrica. La primera célula solar fue fabricada por Charles Fritts en 1884. Estaba formada por selenio recubierto de una fina capa de oro.

El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887, al observar que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la oscuridad. La explicación teórica fue hecha por Albert Einstein, quien publicó en 1905 el revolucionario artículo “Heurística de la generación y conversión de la luz”, basando su formulación de la fotoelectricidad en una extensión del trabajo sobre los cuantos de Max Planck. Más tarde Robert Andrews Millikan pasó diez años experimentando para demostrar que la

teoría de Einstein no era correcta, para finalmente concluir que sí lo era. Eso permitió que Einstein y Millikan fueran condecorados con premios Nobel en 1921 y 1923, respectivamente.

Efecto fotovoltaico.Es la base del proceso mediante el cual una célula FV convierte la luz solar en electricidad. La luz solar está compuesta por fotones, o partículas energéticas. Estos fotones son de diferentes energías, correspondientes a las diferentes longitudes de onda del espectro solar. Cuando los fotones inciden sobre una célula FV, pueden ser reflejados o absorbidos, o pueden pasar a su través. Únicamente los fotones absorbidos generan electricidad. Cuando un fotón es absorbido, la energía del fotón se transfiere a un electrón de un átomo de la célula. Con esta nueva energía, el electrón es capaz de escapar de su posición normal asociada con un átomo para formar parte de una corriente en un circuito eléctrico.

Espectros de emision.

es un conjunto de frecuencias de las ondas electromagnéticas emitidas por átomos de ese elemento, en estado gaseoso, cuando se le comunica energía. El espectro de emisión de cada elemento es único y puede ser usado para determinar si ese elemento es parte de un compuesto desconocido. Las características del espectro de emisión de algunos elementos son claramente visibles a ojo descubierto cuando estos elementos son calentados. Por ejemplo, cuando un alambre de platino es bañado en una solución de nitrato de estroncio y después es introducido en una llama, los átomos de estroncio emiten color rojo. De manera similar, cuando el Cobre es introducido en una llama, ésta se convierte en luz verde. Estas caracterizaciones determinadas permiten identificar los elementos mediante su espectro de emisión atómica.

Electron.

Es una partícula subatómica con una carga eléctrica elementalnegativa.8 Un electrón no tiene componentes o subestructura conocidos, en otras palabras, generalmente se define como una partícula elemental.9 Tiene una masa que es aproximadamente 1836 veces menor con respecto a la del protón.10 El momento angular (espín) intrínseco del electrón es un valor semientero en unidades de ħ, lo que significa que es un fermión. Su antipartícula es denominada positrón: es idéntica excepto por el hecho de que tiene cargas —entre ellas, la eléctrica— de signo opuesto. Cuando un electrón colisiona con un positrón, las dos partículas pueden resultar totalmente aniquiladas y producir fotones derayos gamma.

Los electrones, que pertenecen a la primera generación de la familia de partículas de los leptones,11 participan en las interacciones fundamentales, tales como la gravedad, el electromagnetismo y la fuerza nuclear débil.12 Como toda la materia, posee propiedades mecánico-cuánticas tanto de partículas como de ondas, de tal manera que pueden colisionar con otras partículas y pueden ser difractadas como la luz. Esta dualidad se demuestra de una mejor manera en experimentos con electrones a causa de su ínfima masa. Como un electrón es un fermión, permite y da lugar a que dos electrones puedan ocupar el mismoestado cuántico, según el principio de exclusión de Pauli.

Neutron.Es una partícula subatómica, un nucleón, sin carga neta, presente en el núcleo atómico de prácticamente todos los átomos, excepto el protio. Aunque se dice que el neutrón no tiene carga, en realidad está compuesto por tres partículas fundamentales cargadas llamadas quarks, cuyas cargas sumadas son cero. Por tanto, el neutrón es un barión neutro compuesto por dos quarks de tipo abajo, y un quark de tipo arriba.

Fuera del núcleo atómico, los neutrones son inestables, teniendo una vida media de 15 minutos (885,7 ± 0,8 s);2 cada neutrón libre se descompone en unelectrón, un antineutrino y un protón. Su masa es muy similar a la del protón, aunque ligeramente mayor.

El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos, a excepción del isótopo hidrógeno-1. La interacción nuclear fuerte es responsable de mantenerlos estables en los núcleos atómicos.

Proton.Es una partícula subatómica con una carga eléctrica elemental positiva 1 (1,6 × 10-19 C). igual en valor absoluto y de signo contrario a la del electrón, y una masa 1.836 veces superior a la de un electrón. Experimentalmente, se observa el protón como estable, con un límite inferior en su vida media de unos 1035 años, aunque algunas teorías predicen que el protón puede desintegrarse en otras partículas.

El protón y el neutrón, en conjunto, se conocen como nucleones, ya que conforman el núcleo de los átomos. En un átomo, el número de protones en el núcleo determina las propiedades químicas del átomo y qué elemento químico es. El núcleo del isótopo más común del átomo de hidrógeno (también el átomo estable más simple posible) está formado por un único protón. Al tener igual carga, los protones se repelen entre sí. Sin embargo, pueden estar agrupados por la acción de la fuerza nuclear fuerte, que a ciertas distancias es superior a la repulsión de la fuerza electromagnética. No obstante, cuando el átomo es grande (como los átomos de Uranio), la repulsión electromagnética puede desintegrarlo progresivamente.

Numeros cuanticos.Son unos números asociados a magnitudes físicas conservadas en ciertos sistemas cuánticos. Corresponden con los valores posibles de aquellos observables que conmutan con el Hamiltoniano del sistema. Los números cuánticos permiten caracterizar los estados estacionarios, es decir los estados propios del sistema.

En física atómica, los números cuánticos son valores numéricos discretos que indican las características de los electrones en los átomos, esto está basado en la teoría atómica de Niels Bohr que es el modelo atómico más aceptado y utilizado en los últimos tiempos por su simplicidad.

En física de partículas, también se emplea el término números cuánticos para designar a los posibles valores de

ciertos observables o magnitud física que poseen un espectro o rango posible de valores discreto.

Particula alfa.Son núcleos completamente ionizados, es decir, sin su envoltura de electrones correspondiente, de helio-4 (4He). Estos núcleos están formados por dos protones y dos neutrones. Al carecer de electrones, su carga eléctrica es positiva (+2qe), mientras que su masa es de 4 uma.

Se generan habitualmente en reacciones nucleares o desintegración radiactiva de otros núclidos que se transmutan en elementos más ligeros mediante la emisión de dichas partículas. Su capacidad de penetración es pequeña; en la atmósfera pierden rápidamente su energía cinética, porque interaccionan fuertemente con otras moléculas debido a su gran masa y carga eléctrica, generando una cantidad considerable de iones por centímetro de longitud recorrida. En general no pueden atravesar espesores de varias hojas de papel.

Orbitales atomicos.Es una determinada función de onda, espacial e independiente del tiempo a la ecuación de Schrödinger para el caso de un electrón sometido a un potencial coulombiano. La elección de tres números cuánticos en la solución general señala unívocamente a un estado monoelectrónico posible.

El nombre de orbital también atiende a la función de onda en representación de posición independiente del tiempo de un electrón en una molécula. En este caso se utiliza el nombre orbital molecular.

La combinación de todos los orbitales atómicos dan lugar a la corteza electrónica representado por el modelo de capas electrónico. Este último se ajusta a los elementos según la configuración electrónica correspondiente.

Partícula Subatómica.

Es una partícula más pequeña que el átomo. Puede ser una partícula elemental o una compuesta, a su vez, por otras partículas subatómicas, como son los quarks, que componen los protones y neutrones. No obstante, existen otras partículas subatómicas, tanto compuestas como elementales, que no son parte del átomo, como es el caso de los neutrinos y bosones.

La mayoría de las partículas elementales que se han descubierto y estudiado no pueden encontrarse en condiciones normales en la Tierra, generalmente porque son inestables (se descomponen en partículas ya conocidas), o bien, son difíciles de producir de todas maneras. Estas partículas, tanto estables como inestables, se producen al azar por la acción de los rayos cósmicos al chocar con átomos de la atmósfera, y en los procesos que se dan en los aceleradores de partículas, los cuales imitan un proceso similar al primero, pero en condiciones controladas. De esta manera, se han descubierto docenas de partículas subatómicas, y se teorizan cientos de otras más. Ejemplos de partícula teórica es el gravitón; sin embargo, esta y muchas otras no han sido observadas en aceleradores de partículas modernos, ni en condiciones naturales en la atmósfera (por la acción de rayos cósmicos).

Cuerpo Negro.

Es un objeto teórico o ideal que absorbe toda la luz y toda la energía radiante que incide sobre él. Nada de la radiación incidente se refleja o pasa a través del cuerpo negro. A pesar de su nombre, el cuerpo negro emite luz y constituye un sistema físico idealizado para el estudio de la emisión de radiación electromagnética. El nombre Cuerpo negro fue introducido por Gustav Kirchhoff en 1862. La luz emitida por un cuerpo negro se denomina radiación de cuerpo negro.

Todo cuerpo emite energía en forma de ondas electromagnéticas, siendo esta radiación, que se emite incluso en el vacío, tanto más intensa cuando más elevada es la temperatura del emisor. La energía radiante emitida por un cuerpo a temperatura ambiente es escasa y corresponde a longitudes de onda superiores a las de la luz visible (es decir, de menor frecuencia). Al elevar la temperatura no sólo aumenta la energía emitida sino que lo hace a longitudes de onda más cortas; a esto se debe el cambio de color de un cuerpo

cuando se calienta. Los cuerpos no emiten con igual intensidad a todas las frecuencias o longitudes de onda, sino que siguen la ley de Planck.

Radiactividad.

Es un fenómeno físico por el cual los núcleos de algunos elementos químicos, llamados radiactivos, emitenradiaciones que tienen la propiedad de impresionar placas radiográficas, ionizar gases, producir fluorescencia, atravesar cuerpos opacos a la luz ordinaria, entre otros. Debido a esa capacidad, se les suele denominar radiaciones ionizantes (en contraste con las no ionizantes). Las radiaciones emitidas pueden ser electromagnéticas, en forma de rayos X o rayos gamma, o bien corpusculares, como pueden ser núcleos de helio, electrones o positrones, protones u otras. En resumen, es un fenómeno que ocurre en los núcleos de ciertos elementos, inestables, que son capaces de transformarse, o decaer, espontáneamente, en núcleos atómicos de otros elementos más estables.La radiactividad es una propiedad de los isótopos que son "inestables", es decir, que se mantienen en un estado excitado en sus capas electrónicas o nucleares, con lo que, para alcanzar su estado fundamental, deben perder energía. Lo hacen en emisiones electromagnéticas o en emisiones de partículas con una determinada energía cinética. Esto se produce variando la energía de sus electrones (emitiendo rayos X) o de sus nucleones (rayo gamma) o variando el isótopo (al emitir desde el núcleo electrones, positrones, neutrones, protones o partículas más pesadas), y en varios pasos sucesivos, con lo que un isótopo pesado puede terminar convirtiéndose en uno mucho más ligero, como el uranio que, con el transcurrir de los siglos, acaba convirtiéndose en plomo.

Radiación Gamma.

es un tipo de radiación electromagnética, y por tanto constituida por fotones, producida generalmente por elementosradiactivos o por procesos subatómicos como la aniquilación de un par positrón-electrón. También se genera en fenómenos astrofísicos de gran violencia.

Debido a las altas energías que poseen, los rayos gamma constituyen un tipo de radiación ionizante capaz de penetrar en la materia más profundamente que la radiación alfa y la beta. Pueden causar grave daño al núcleo de las células, por lo cual se usan para esterilizar equipos médicos y alimentos.

La energía de esta naturaleza se mide en megaelectronvoltios (MeV). Un MeV corresponde a fotones gamma de longitudes de onda inferiores a 10-11 m o a frecuencias superiores a 1019 Hz.

Los rayos gamma se producen por desexcitación de un nucleón de un nivel o estado excitado a otro de menor energía y por desintegración de isótopos radiactivos. Se diferencian de los rayos X en su origen. Éstos se generan a nivel extranuclear, por fenómenos de frenado electrónico. Generalmente a la radiactividad se le vincula con la energía nuclear y con los reactores nucleares. Aunque existe en el entorno natural: a) rayos cósmicos, expelidos desde el sol y desde fuera de nuestro sistema solar: de las galaxias; b) isótopos radiactivos en rocas y minerales.

Rayos Anódicos.

 También conocidos con el nombre de canales o positivos, son haces de rayos positivos construidos por cationes atómicos o moleculares que se desplazan hacia el electrodo negativo en un tubo de Crookes.

Estos rayos fueron observados por vez primera por el físico alemán Eugen Goldstein, en el año 1886. Además, el trabajo realizado por científicos como Wilhelm Wien y Joseph John Thomson sobre los rayos anódicos, acabaría desembocando en la aparición de la espectrometría de masas.

Estos rayos anódicos se forman cuando los electrones van desde el cátodo (-) al ánodo (+), y chocan contra los átomos del gas

encerrado en el tubo. Como las partículas del mismo signo se repelen, estos electrones que van hacia el ánodo arrancan los electrones de la corteza de los átomos del gas, el átomo se queda positivo, al formarse un ion positivo, éstos se precipitan hacia el cátodo que los atrae con su carga negativa.

Rayos Catódicos.

Son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida como diodo. Cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. Si las paredes internas de vidrio detrás del ánodo están cubiertas con un material fluorescente, brillan intensamente. Una capa de metal colocada entre los electrodos proyecta una sombra en la capa fluorescente. Esto significa que la causa de la emisión de luz son los rayos emitidos por el cátodo al golpear la capa fluorescente. Los rayos viajan hacia el ánodo en línea recta, y continúan más allá de él durante una cierta distancia. Este fenómeno fue estudiado por los físicos a finales del siglo XIX, otorgándose un premio Nobel a Philipp von Lenard. Los rayos catódicos primeramente fueron producidos por los tubos de Geissler. Los tubos especiales fueron desarrollados para el estudio de estos rayos por William Crookes y se los llamó tubos de Crookes. Pronto se vio que los rayos catódicos están formados por los portadores reales de la electricidad que ahora se conocen como electrones. El hecho de que los rayos son emitidos por el cátodo, es decir el electrodo negativo, demostró que los electrones tienen carga negativa.

Actividad 3. Elaborar una sintesis de la informacion colectada.

1.3.- TEORIA ATOMICA DE BHOR.

Bohr supuso que los electrones están dispuestos en capas definidas, o niveles cuánticos, a una distancia considerable del núcleo.

El número de electrones es igual al número atómico del átomo: el hidrógeno tiene un único electrón orbital, el helio dos y el uranio 92. Las capas electrónicas se superponen de forma regular hasta un máximo de siete, y cada una de ellas puede albergar un determinado número de electrones.

Primer postulado.El átomo consta de un núcleo en el que esta localizada toda carga positiva del átomo y casi toda su masa. El electrón describe orbitas circulares alrededor del núcleo, de forma que la fuerza centrífuga equilibra la fuerza de atracción electrostática.

Segundo postulado.El electrón no puede girar alrededor del núcleo en cualquier orbita, solo puede hacerlo en aquellas orbitas en las que se cumple que el momento angular del electrón es un múltiplo entero de h/2π.

Tercer postulado.Cuando el electrón se mueve en una determinada orbita no radia energía, solo lo hace cuando cambia de orbita. Si pasa de una orbita externa a otra mas interna emite energía, y la absorbe cuando pasa de una orbita interna a otra más externa. La frecuencia de la radiación viene dada por la ecuación.

Actividad 4. Elaborar resumen de los temas

1.3.- TEORIA ATOMICA DE BHOR.

Bohr supuso que los electrones están dispuestos en capas definidas, o niveles cuánticos, a una distancia considerable del núcleo.

La primera capa está completa cuando contiene dos electrones, en la segunda caben un máximo de ocho, y las capas sucesivas pueden contener cantidades cada vez mayores. Ningún átomo existente en la naturaleza tiene la séptima capa llena. Los “últimos” electrones, los más externos o los últimos en añadirse a la estructura del átomo, determinan el comportamiento químico del átomo.

Las capas atómicas no se llenan necesariamente de electrones de forma consecutiva. Los electrones de los primeros 18 elementos de la tabla periódica se añaden de forma regular, llenando cada capa al máximo antes de iniciar una nueva capa. A partir del elemento decimonoveno, el electrón más externo comienza una nueva capa antes de que se llene por completo la capa anterior. No obstante, se sigue manteniendo una regularidad, ya que los electrones llenan las capas sucesivas con una alternancia que se repite.