12.3 ESPECTROS ATÓMICOS
¿Cómo explicar las líneas presentes en los
espectros atómicos?
Física
Espectros atómicos
• Si colocamos una fuente de radiación entre un espectroscopio y
nuestro ojo observamos el espectro de ...
Espectros atómicos
• Si colocamos una fuente de radiación entre un espectroscopio y
nuestro ojo observamos el espectro de ...
Espectros atómicos
• El arco iris es el espectro continuo de la luz blanca proveniente
del Sol, haciendo las gotas de agua...
Modelos atómicos
Modelo de Thomson (1904): Incapaz de dar
cuenta de la dispersión de partículas alfa por
una lámina de oro.
Modelos atómicos
Modelo de Thomson (1904): Incapaz de dar
cuenta de la dispersión de partículas alfa por
una lámina de oro...
Modelos atómicos
Modelo de Thomson (1904): Incapaz de dar
cuenta de la dispersión de partículas alfa por
una lámina de oro...
Modelo atómico de Bohr (1913)
Modelo atómico de Bohr (1913)
• Postulado 1: En el átomo, un electrón se mueve en una órbita circular
alrededor del núcleo.
Modelo atómico de Bohr (1913)
• Postulado 1: En el átomo, un electrón se mueve en una órbita circular
alrededor del núcleo...
Modelo atómico de Bohr (1913)
• Postulado 1: En el átomo, un electrón se mueve en una órbita circular
alrededor del núcleo...
Modelo atómico de Bohr (1913)
• Postulado 1: En el átomo, un electrón se mueve en una órbita circular
alrededor del núcleo...
Modelo atómico de Bohr (1913)
¿Qué postulados están en contra de la física clásica?
Modelo atómico de Bohr (1913)
¿Qué postulados están en contra de la física clásica?
2, 3 y 4
Modelo atómico de Bohr (1913)
¿Qué postulados están en contra de la física clásica?
¿Cómo evita el modelo que el electrón ...
Modelo atómico de Bohr (1913)
¿Qué postulados están en contra de la física clásica?
¿Cómo evita el modelo que el electrón ...
Modelo atómico de Bohr (1913)
¿Qué postulados están en contra de la física clásica?
¿Cómo evita el modelo que el electrón ...
Modelo atómico de Bohr (1913)
¿Qué postulados están en contra de la física clásica?
¿Cómo evita el modelo que el electrón ...
Modelo atómico de Bohr (1913)
¿Qué postulados están en contra de la física clásica?
¿Cómo evita el modelo que el electrón ...
Modelo atómico de Bohr (1913)
No pero casi… Será necesario sustituir el concepto de órbita por el
de orbital
¿Qué postulad...
Una representación del átomo:
El diagrama de niveles
• El estado fundamental es
el de energía más baja
(E1), llamado n=1. ...
A.10. Utilizando las ideas de Bohr, justificar los espectros de
absorción y emisión.
Al incidir luz sobre un átomo los electrones sólo pueden emitir o
absorber los fotones de energías iguales a las correspon...
El átomo de hidrógeno: Fórmula de Rydberg
El átomo de hidrógeno: Fórmula de Rydberg
El espectro visible del hidrógeno está formado por una series de
líneas cada vez...
El átomo de hidrógeno: Fórmula de Rydberg
El espectro visible del hidrógeno está formado por una series de
líneas cada vez...
El átomo de hidrógeno: Fórmula de Rydberg
A.11. Comparando las dos expresiones siguientes deducir el valor de
la energía del estado enésimo e interpretar el origen ...
A.11. Comparando las dos expresiones siguientes deducir el valor de
la energía del estado enésimo e interpretar el origen ...
A.11. Comparando las dos expresiones siguientes deducir el valor de
la energía del estado enésimo e interpretar el origen ...
A.11. Comparando las dos expresiones siguientes deducir el valor de
la energía del estado enésimo e interpretar el origen ...
A.11. Comparando las dos expresiones siguientes deducir el valor de
la energía del estado enésimo e interpretar el origen ...
A.12. Explicar qué sucederá si un átomo de hidrógeno en su estado
fundamental absorbe un fotón de energía:
1) 16,43·10-19 ...
Deficiencias del modelo de Bohr
• No explica los espectros de los átomos con más de un electrón.
• Falla cuando los átomos...
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Física2 bach 12.3 espectros atómicos

  1. 1. 12.3 ESPECTROS ATÓMICOS ¿Cómo explicar las líneas presentes en los espectros atómicos? Física
  2. 2. Espectros atómicos • Si colocamos una fuente de radiación entre un espectroscopio y nuestro ojo observamos el espectro de emisión de nuestra fuente.
  3. 3. Espectros atómicos • Si colocamos una fuente de radiación entre un espectroscopio y nuestro ojo observamos el espectro de emisión de nuestra fuente. • Si colocamos elementos y sometemos a calor observamos el espectro de absorción característico de ese elemento.
  4. 4. Espectros atómicos • El arco iris es el espectro continuo de la luz blanca proveniente del Sol, haciendo las gotas de agua de espectroscopio.
  5. 5. Modelos atómicos Modelo de Thomson (1904): Incapaz de dar cuenta de la dispersión de partículas alfa por una lámina de oro.
  6. 6. Modelos atómicos Modelo de Thomson (1904): Incapaz de dar cuenta de la dispersión de partículas alfa por una lámina de oro. Modelo de Rutherford (1911): Explica lo anterior pero es inconsistente con la teoría electromagnética clásica (Electrón en movimiento emite energía y caería al núcleo)
  7. 7. Modelos atómicos Modelo de Thomson (1904): Incapaz de dar cuenta de la dispersión de partículas alfa por una lámina de oro. Modelo de Rutherford (1911): Explica lo anterior pero es inconsistente con la teoría electromagnética clásica (Electrón en movimiento emite energía y caería al núcleo)
  8. 8. Modelo atómico de Bohr (1913)
  9. 9. Modelo atómico de Bohr (1913) • Postulado 1: En el átomo, un electrón se mueve en una órbita circular alrededor del núcleo.
  10. 10. Modelo atómico de Bohr (1913) • Postulado 1: En el átomo, un electrón se mueve en una órbita circular alrededor del núcleo. • Postulado 2: De la infinidad de órbitas que permite la Física clásica, el electrón sólo puede moverse en las que el momento angular orbital cumple 𝑳 = 𝒎𝒗𝒓 = 𝒏 𝒉 𝟐𝝅
  11. 11. Modelo atómico de Bohr (1913) • Postulado 1: En el átomo, un electrón se mueve en una órbita circular alrededor del núcleo. • Postulado 2: De la infinidad de órbitas que permite la Física clásica, el electrón sólo puede moverse en las que el momento angular orbital cumple 𝑳 = 𝒎𝒗𝒓 = 𝒏 𝒉 𝟐𝝅 • Postulado 3: El electrón se mueve en una órbita permitida sin radiar energía electromagnética.
  12. 12. Modelo atómico de Bohr (1913) • Postulado 1: En el átomo, un electrón se mueve en una órbita circular alrededor del núcleo. • Postulado 2: De la infinidad de órbitas que permite la Física clásica, el electrón sólo puede moverse en las que el momento angular orbital cumple 𝑳 = 𝒎𝒗𝒓 = 𝒏 𝒉 𝟐𝝅 • Postulado 3: El electrón se mueve en una órbita permitida sin radiar energía electromagnética. • Postulado 4: La emisión o absorción de energía radiante se realiza cuando el electrón pasa de una órbita a otra.
  13. 13. Modelo atómico de Bohr (1913) ¿Qué postulados están en contra de la física clásica?
  14. 14. Modelo atómico de Bohr (1913) ¿Qué postulados están en contra de la física clásica? 2, 3 y 4
  15. 15. Modelo atómico de Bohr (1913) ¿Qué postulados están en contra de la física clásica? ¿Cómo evita el modelo que el electrón pierda energía y caiga al núcleo? 2, 3 y 4
  16. 16. Modelo atómico de Bohr (1913) ¿Qué postulados están en contra de la física clásica? ¿Cómo evita el modelo que el electrón pierda energía y caiga al núcleo? 2, 3 y 4 Permitiendo valores de E y L bien definidos (cuantizando)
  17. 17. Modelo atómico de Bohr (1913) ¿Qué postulados están en contra de la física clásica? ¿Cómo evita el modelo que el electrón pierda energía y caiga al núcleo? 2, 3 y 4 Permitiendo valores de E y L bien definidos (cuantizando) ¿Explica los espectros atómicos?
  18. 18. Modelo atómico de Bohr (1913) ¿Qué postulados están en contra de la física clásica? ¿Cómo evita el modelo que el electrón pierda energía y caiga al núcleo? 2, 3 y 4 Permitiendo valores de E y L bien definidos (cuantizando) ¿Explica los espectros atómicos? Sí.
  19. 19. Modelo atómico de Bohr (1913) ¿Qué postulados están en contra de la física clásica? ¿Cómo evita el modelo que el electrón pierda energía y caiga al núcleo? 2, 3 y 4 Permitiendo valores de E y L bien definidos (cuantizando) ¿Explica los espectros atómicos? Sí. ¿Entonces es correcto el modelo de Bohr?
  20. 20. Modelo atómico de Bohr (1913) No pero casi… Será necesario sustituir el concepto de órbita por el de orbital ¿Qué postulados están en contra de la física clásica? ¿Cómo evita el modelo que el electrón pierda energía y caiga al núcleo? 2, 3 y 4 Permitiendo valores de E y L bien definidos (cuantizando) ¿Explica los espectros atómicos? Sí. ¿Entonces es correcto el modelo de Bohr?
  21. 21. Una representación del átomo: El diagrama de niveles • El estado fundamental es el de energía más baja (E1), llamado n=1. A temperatura ambiente los átomos se encuentran en el estado fundamental. • Los siguientes son los estados excitados con energías E2, E3, E4, …
  22. 22. A.10. Utilizando las ideas de Bohr, justificar los espectros de absorción y emisión.
  23. 23. Al incidir luz sobre un átomo los electrones sólo pueden emitir o absorber los fotones de energías iguales a las correspondientes a transiciones de un valor energético o nivel a otro inferior o superior. 𝐸 𝑛 − 𝐸 𝑚 = ℎ𝜈 A.10. Utilizando las ideas de Bohr, justificar los espectros de absorción y emisión.
  24. 24. El átomo de hidrógeno: Fórmula de Rydberg
  25. 25. El átomo de hidrógeno: Fórmula de Rydberg El espectro visible del hidrógeno está formado por una series de líneas cada vez más apretadas.
  26. 26. El átomo de hidrógeno: Fórmula de Rydberg El espectro visible del hidrógeno está formado por una series de líneas cada vez más apretadas. Lymann Balmer Paschen 1 λ = RH 1 m2 − 1 n2 RH=1.097·107m−1; n > m
  27. 27. El átomo de hidrógeno: Fórmula de Rydberg
  28. 28. A.11. Comparando las dos expresiones siguientes deducir el valor de la energía del estado enésimo e interpretar el origen de las series espectrales. 𝐸 𝑛 − 𝐸 𝑚 = ℎ𝜈 1 λ = RH 1 m2 − 1 n2
  29. 29. A.11. Comparando las dos expresiones siguientes deducir el valor de la energía del estado enésimo e interpretar el origen de las series espectrales. 𝐸 𝑛 − 𝐸 𝑚 = ℎ𝜈 1 λ = RH 1 m2 − 1 n2 𝐸 𝑛 − 𝐸 𝑚 = ℎ · 𝑐 𝜆
  30. 30. A.11. Comparando las dos expresiones siguientes deducir el valor de la energía del estado enésimo e interpretar el origen de las series espectrales. 𝐸 𝑛 − 𝐸 𝑚 = ℎ𝜈 1 λ = RH 1 m2 − 1 n2 𝐸 𝑛 − 𝐸 𝑚 = ℎ · 𝑐 𝜆 = ℎ · c · RH 1 m2 − 1 n2
  31. 31. A.11. Comparando las dos expresiones siguientes deducir el valor de la energía del estado enésimo e interpretar el origen de las series espectrales. 𝐸 𝑛 − 𝐸 𝑚 = ℎ𝜈 1 λ = RH 1 m2 − 1 n2 𝐸 𝑛 − 𝐸 𝑚 = ℎ · 𝑐 𝜆 = ℎ · c · RH 1 m2 − 1 n2 𝑬 𝒏 = − 𝑹 𝑯 𝒉𝒄 𝒏 𝟐
  32. 32. A.11. Comparando las dos expresiones siguientes deducir el valor de la energía del estado enésimo e interpretar el origen de las series espectrales. 𝐸 𝑛 − 𝐸 𝑚 = ℎ𝜈 1 λ = RH 1 m2 − 1 n2 𝐸 𝑛 − 𝐸 𝑚 = ℎ · 𝑐 𝜆 = ℎ · c · RH 1 m2 − 1 n2 𝑬 𝒏 = − 𝑹 𝑯 𝒉𝒄 𝒏 𝟐 Energía del electrón esta cuantizada por el número cuántico principal n. En el nivel fundamental (n=1), 𝐸1 = 2,17.10−18 𝐽 = 13,6 𝑒𝑉
  33. 33. A.12. Explicar qué sucederá si un átomo de hidrógeno en su estado fundamental absorbe un fotón de energía: 1) 16,43·10-19 J 2) 21,9·10-19 J 3) 17,0·10-19 J Determinar la longitud de onda de la luz emitida cuando el átomo vuelva a su estado fundamental (en los casos en que sea posible). Datos: E1 = -21,76·10-19 J E2= -5,43·10-19 J E3 = -2,42·10-19 J
  34. 34. Deficiencias del modelo de Bohr • No explica los espectros de los átomos con más de un electrón. • Falla cuando los átomos están sometidos a campos eléctricos o magnéticos (Aparecen desdoblamientos en las líneas espectrales) • No explica la mayor intensidad de unas líneas sobre otras • No explica la anchura de las líneas • No explica la existencia de direcciones privilegiadas en los enlaces atómicos • …
  35. 35. APLICACIONES: LÁSER Animación

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