La solución de la ecuación de onda de Schrödinger da origen a cuatro tipos de valores llamados números cuánticos. Estos números proporcionan una mejor característica de los electrones.
Un orbital es la zona del espacio donde existe una gran probabilidad de encontrar un electrón de un átomo. Este valor de probabilidad es aproximadamente del 90%.
El Principio de indeterminación o de incertidumbre de Heisenberg, indica que es imposible medir simultáneamente, y con precisión absoluta, dos magnitudes conjugadas como son el valor de la posición y la cantidad de movimiento de una partícula subatómica.
La energía de ionización es la energía mínima que se requiere para arrancar un electrón de un átomo gaseoso en su estado fundamental, transformándolo en un catión.
El radio atómico indica la distancia que existe entre el núcleo y el orbital más externo de un átomo. Por medio del radio atómico, es posible determinar el tamaño del átomo.
El radio iónico establece la distancia entre el centro del núcleo del átomo y el electrón estable más alejado del mismo, pero haciendo referencia no al átomo, sino al ion.
Para repasar las propiedades periódicas puedes visitar las siguientes actividades y reflexionar los motivos por los que varían las propiedades periódicas:
El principio de exclusión de Pauli es una regla que establece, que no puede haber en un átomo dos electrones con todos sus números cuánticos idénticos. En un mismo orbital solamente pueden existir dos electrones y con sus espines opuestos.
El principio de máxima multiplicidad de Hund indica que al llenar orbitales de igual energía (los tres orbitales p, los cinco d, o los siete f) los electrones se distribuyen, siempre que sea posible, con sus espines paralelos, es decir, que no se cruzan. La partícula es más estable cuando tiene electrones desapareados (espines paralelos) que cuando esos electrones están apareados (espines opuestos o antiparalelos).
Los elementos químicos aparecen clasificados en orden creciente de número atómico en la Tabla Periódica distribuidos a lo largo de 18 columnas o grupos y 7 filas o períodos. En cada grupo se colocan elementos con propiedades similares y en cada período se van colocando los elementos en orden creciente de número atómico.
Niels Bohr propuso en 1913, un intento de dar consistencia al modelo de Rutherford, evitando los inconvenientes de la electrodinámica clásica e introduciendo las ideas de cuantización de Planck. Propone los siguientes postulados:
Primer postulado:
El electrón gira alrededor del núcleo del átomo en una órbita circular. Las órbitas electrónicas son estacionarias y el electrón cuando se mueve en ellas, no radia energía.
Segundo postulado:
El momento angular del electrón, L [L= r x p = r x (m· v); para una órbita circular, es L = rmv ] está cuantizado, lo que significa que de las infinitas órbitas que podría tener, sólo son posibles las que cumplen que el impulso angular es un múltiplo entero de h/2π (h es la constante de Plank)
Tercer postulado:
Cuando un electrón cambia de órbita de una órbita, de energía E2, a otra inferior, de energía E1, la energía liberada se emite en forma de radiación. La frecuencia (f) de la radiación viene dada por la expresión: E2 - E1 = h·f (h es la constante de Plank)
Sommerfeld propuso que las órbitas electrónicas sean elípticas. Cada nivel n presenta varios subniveles que dan cuenta del desdoblamiento de líneas espectrales. Propone un nuevo número cuántico, l, número cuántico secundario, que puede tomar los valores l = 0, 1, 2,…(n−1).
El desdoblamiento de líneas del Efecto Zeeman obligó a introducir un nuevo número cuántico, m, número cuántico magnético, que daba cuenta de la s orientaciones de las órbitas dentro de un campo magnético. Sus posibles valores son m = −l,..., 0, ..., +l
Por último hubo que introducir un último número cuántico para explicar lo que se conocía como efecto Zeeman anómalo, desdoblamiento de todos los subniveles cuando los espectros se realizaban con más resolución. Este número cuántico se conoce como, s, número cuántico de espín. Tiene valores de +1/2 y −1/2
Estos números cuánticos no son consecuencia de la teoría sino que se tienen que introducir para poder explicar los hechos experimentales.
Elespectro de absorciónde una materia muestra la fracción de la radiación electromagnética incidente que un material absorbe dentro de un rango de frecuencias. Es, en cierto sentido, el opuesto de un espectro de emisión. Cada elemento químico tiene líneas de absorción en algunas longitudes de onda, hecho que está asociado a las diferencias de energía de sus distintos orbitales atómicos. Se emplea el espectro de absorción para identificar los elementos componentes de algunas muestras, como líquidos y gases; más allá, se puede emplear para determinar la estructura de compuestos orgánicos.
Los espectros de emisión y absorción de luz por los átomos permitieron la justificación y ampliación del modelo cuántico. La radiación emitida por los gases puede separarse en sus diferentes longitudes de onda por medio de un prisma.
El efecto fotoeléctrico es el fenómeno que consiste en la emisión de electrones por un material metálico al incidir sobre él una radiación electromagnética.
El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por 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. Einstein dió la explicación teórica del efecto fotoeléctrico, basando esta explicación en una extensión del trabajo sobre los cuantos dePlanck. En 1921 Einstein fue galardonado con el Premio Nobel.
Este vídeo y las simulaciones siguientes sirven para asimilar el efecto fotoeléctrico:
Longitud de onda: Es la distancia existente entre dos máximos o dos mínimos sucesivos de una onda. Una oscilación es una vibración que da lugar a una longitud de onda. Su unidad en el Sistema Internacional es el metro (m).
Amplitud: Es el valor máximo que puede adquirir la perturbación. Su unidad en el Sistema Internacional es el metro (m).
Frecuencia: Es el número de oscilaciones que pasan por cada punto en la unidad de tiempo. Su unidad en el Sistema Internacional es el hercio (Hz).
Período: Es el tiempo que tarda la onda en recorrer una longitud de onda. Es el inverso de la frecuencia. Su unidad en el Sistema Internacional es el segundo (s).
Velocidad de propagación de una onda: Es producto de la longitud de onda por la frecuencia. Se mide en el Sistema Internacional enm/s. En caso de ondas electromagnéticas en el vacío esta velocidad es c.
El espectro electromagnético es un continuo formado por un conjunto de radiaciones electromagnéticas. No solo está formado por la ondas que se perciben por los sentidos, sino por otras ondas llamadas microondas, infrarrojas, ultravioletas, rayos X, rayos gamma y rayos cósmicos.
Este vídeo nos explica el espectro electromagnético y como allí se observa advierto que existe otro tipo de división en el espectro electromagnético como es la radiación electromagnética ionizante, ultravioleta, visible y no ionizante.
Algunos de los instrumentos y productos que se utilizan en el laboratorio pueden resultar peligrosos si no se manipulan correctamente. Para evitar riesgos, deberemos respetar siempre las normas de seguridady observar lossímbolos que aparecen en la etiqueta de los envases.
La física es la ciencia que estudia los fenómenos físicos, es decir, aquellos procesos en que la composición de una sustancia no cambia ni se originan nuevas sustancias.
La química es la ciencia que estudia los fenómenos químicos, es decir, aquellos procesos en los que una o más sustancias cambian su composición y se transforman en otras.
Una magnitud física es toda propiedad de los cuerpos que puede ser medida.
Un número expresado ennotación científica estará formado por un número decimal con una parte entera de una sola cifra distinta de 0, multiplicado por una potencia de 10 de exponente entero.
El método científicoconsta de las siguientes fases: identificación del problema, formulación de hipótesis, comprobación de hipótesis, extracción de conclusiones y comunicación de resultado.
12 de septiembre de 2022, desde Recursos Palomeras-Vallecas aportamos nuestros indicadores observables y evaluables para facilitar a tod@s la respuesta a la pregunta
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