.

1. Demócrito
• Demócrito (c. 460 a.C.-370 a.C.), filósofo griego
que desarrolló la teoría atómica del universo,
concebida por su mentor, el filósofo Leucipo.
Demócrito nació en Abdera, Tracia. Escribió
numerosas obras, pero sólo perduran escasos
fragmentos.
•Según la teoría atómica de la materia de Demócrito, todas las cosas están
compuestas de partículas diminutas, invisibles e indestructibles de materia pura
(en griego atoma, ―indivisible‖), que se mueven por la eternidad en un infinito
espacio vacío (en griego kenon, 'el vacío'). Aunque los átomos estén hechos de
la misma materia, difieren en forma, medida, peso, secuencia y posición. Las
diferencias cualitativas en lo que los sentidos perciben y el origen, el deterioro y
la desaparición de las cosas son el resultado no de las características inherentes
a los átomos, sino de las disposiciones cuantitativas de los mismos. Demócrito
consideraba la creación de mundos como la consecuencia natural del incesante
movimiento giratorio de los átomos en el espacio. Los átomos chocan y giran,
formando grandes agregaciones de materia

2. John Dalton
A John Dalton se le conoce sobre todo por
desarrollar la teoría atómica de los
elementos y compuestos. Mientras
investigaba la naturaleza de la atmósfera en
los primeros años del siglo XIX, Dalton
dedujo la estructura del dióxido de carbono
y propuso la teoría de que cada molécula
está compuesta por un número definido de
átomos. Postuló que todos los átomos de
un mismo elemento son idénticos entre sí y
diferentes de los átomos de cualquier otro
elemento. Dalton fue el primer científico
en clasificar los elementos por su peso
atómico, con lo que preparó el terreno para
una revolución del pensamiento científico.

3. Michael Faraday
Michael Faraday, uno de los científicos más
eminentes del siglo XIX, realizó importantes
contribuciones a la física y la química.
A principios del siglo XIX se empieza a pensar que la materia esta compuesta
de cargas eléctricas, los experimentos de electrolisis eran comunes. De alguna
forma la corriente eléctrica debe interactuar con los componentes de la
materia, la cual debe contener cargas eléctricas tanto negativas como positivas
Faraday en 1834 estudió la electrodeposición enunciando su leyes. En 1884 y
1887 con la teoría de Arrhenius sobre disociación electrolítica se explicaba las
leyes de Faraday, encontrándose que los iones en solución tiene cargas siempre
múltiplos de una unidad fundamental, para la cual G. Johnstone Stoney,
propone en 1891 el nombre de electrón

4. Tubo de rayos catódicos
En la década de 1870
William Crookes construyó
este dispositivo, que genera
un haz de electrones de alta
velocidad, inventado por el
físico y químico británico
sir William Crookes. Está
hecho de vidrio y contiene
aire o gas a baja presión
(alrededor de 1/10.000 de la
presión atmosférica
normal).
Cuando se crea una diferencia de potencial elevada entre los electrodos situados en un
extremo del tubo, se genera una incandescencia verde o dorada en el otro extremo del
cristal, donde se encuentra el ánodo. La incandescencia la producen los haces de
electrones al golpear el cristal, conocidos como rayos catódicos.

5. Rayos catódicos
• Un tubo de rayos catódicos
es un tubo de vidrio al
vacío, dentro del cual están
insertados dos discos
metálicos, denominados
electrodos, uno en cada
extremo del tubo. Cuando se
conectaban los electrodos a
la fuente de voltaje, un
electrodo adquiría carga
positiva, y el otro carga
negativa. Al aplicar un
voltaje elevado comienzan a
emanar rayos desde el
cátodo, los cuales se dirigen
en línea recta hacia el ánodo
y producen la iluminación
de las paredes opuestas al
tubo

6. Los rayos catódicos viajan en línea recta. Observe la sombra producida
cuando se coloca un objeto en su camino

7. • los rayos son desviados
por los campos eléctricos
y magnéticos, un campo
eléctrico positivo lo atraía
y un campo eléctrico
negativo lo repelía, lo que
demuestra que tiene carga
negativa, además los
campos magnéticos los
desvían, significa que
tiene masa, lo que hacía
suponer que los rayos
tiene que estar
compuestos de partículas
con carga negativa.
Thompson llamó
electrones a tales
partículas, determinó la
relación carga masa q/m
q
m
C
g
 
1 76 108
,

8. Los rayos catódicos tienen masa

9. MODELO DE THOMPSON
• Con todos estos antecedentes
Thompson ofreció entonces una
explicación, que se conoce como
modelo del ―budín de pasas‖ del
átomo. Imagino un átomo con cargas
negativas (electrones) dispersas entre
un número igual de cargas positivas
(protones).
•El modelo de Thompson
resulto ser incorrecto, pero
ofrecía una explicación de los
hechos hasta entonces
conocidos.

10. Robert A. Millikan
• El físico estadounidense Robert Millikan en
1909 con el experimento de la gota de aceite
pudo determinar la carga del electrón como
1,6×10-19 coulombs,
• A partir de la relación carga/masa del
electrón se pudo determinar su masa
• Robert A. Millikan fue galardonado con el
Premio Nobel de Física en 1923.
g
coulombs
coulombs
g
m
g
coulombs
m
e
28
19
8
8
10
09
,
9
10
60
,
1
10
76
,
1
00
,
1
/
10
76
,
1
/













11. Henri Becquerel
El físico francés Antoine Henri
Becquerel recibió el Premio Nobel de
Física en 1903. Becquerel descubrió
la radiactividad del uranio.

12. Los rayos X
El físico alemán Wilhelm C. Roentgen fue galardonado
con el primer Premio Nobel de Física, en 1901, por su
descubrimiento de una radiación invisible más
penetrante que la radiación ultravioleta, a la que
denominó rayos X.
Radiación electromagnética penetrante, con una longitud de onda menor que la luz
visible, producida bombardeando un blanco —generalmente de volframio— con
electrones de alta velocidad. Los rayos X fueron descubiertos de forma accidental en
1895 por el físico alemán Wilhelm Conrad Roentgen mientras estudiaba los rayos
catódicos en un tubo de descarga gaseosa de alto voltaje. A pesar de que el tubo
estaba dentro de una caja de cartón negro, Roentgen vio que una pantalla de
platinocianuro de bario, que casualmente estaba cerca, emitía luz fluorescente
siempre que funcionaba el tubo. Tras realizar experimentos adicionales, determinó
que la fluorescencia se debía a una radiación invisible más penetrante que la radiación
ultravioleta (véase Luminiscencia). Roentgen llamó a los rayos invisibles ―rayos X‖
por su naturaleza desconocida. Posteriormente, los rayos X fueron también
denominados rayos Roentgen en su honor.

13. MODELO DE RUTHERFORD
El físico británico Ernest
Rutherford, que obtuvo el
Premio Nobel de Química en
1908, fue un pionero de la
física nuclear por sus
investigaciones
experimentales y su
desarrollo de la teoría
nuclear de la estructura
atómica

16. Postulados del modelo de
Rutherford
•El átomo es increíblemente tenue.
•Es un espacio casi vacío en su totalidad.
•Posee un núcleo central muy pequeño, y este es muy pesado y
denso.
•El núcleo es de carga positiva donde se origina la fuerza que desvía las
partículas alfa.
•El átomo posee una envoltura de electrones que se encuentran
rotando alrededor del núcleo en forma semejante a la de un
sistema planetario.

17. Átomo nuclear

18. James Chadwick
El físico británico James Chadwick fue
galardonado con el Premio Nobel de Física
en 1935 por el descubrimiento del neutrón.
Este descubrimiento condujo al desarrollo
de la fisión nuclear y de la bomba atómica.

19. Max Planck
• Max Planck propone la teoría de que la energía se
propaga en cantidades discretas llamadas cuantos.
Antes del trabajo de Planck, se creía que la energía
era continua, pero muchos fenómenos resultaban
así inexplicables. Mientras trabajaba en los
aspectos matemáticos de los fenómenos de
radiación observados, Planck se dio cuenta de que
la cuantización de la energía podía explicar el
comportamiento de la luz. Sus revolucionarios
trabajos sentaron las bases de gran parte de la física
moderna
• .
De acuerdo con Planck, los átomos del sólido oscilan, o vibran, con
una frecuencia n, que depende del sólido. Un átomo en vibración
podría tener solamente ciertas energías, E, aquellas permitidas por la
fórmula:
E = nhn n = 1, 2,3,…

20. Niels Bohr La teoría de la estructura atómica de Bohr,
que le valió el Premio Nobel de Física en
1922, se publicó en una memoria entre
1913 y 1915. Su trabajo giró sobre el
modelo nuclear del átomo de Rutherford,
en el que el átomo se ve como un núcleo
compacto rodeado por un enjambre de
electrones más ligeros. El modelo de
átomo de Bohr utilizó la teoría cuántica y
la constante de Planck. El modelo de Bohr
establece que un átomo emite radiación
electromagnética sólo cuando un electrón
del átomo salta de un nivel cuántico a
otro. Este modelo contribuyó
enormemente al desarrollo de la física
atómica teórica.
Niels Bohr (1885-1962), físico
danés, galardonado con el Premio
Nobel, que hizo aportaciones
fundamentales en el campo de la
física nuclear y en el de la
estructura atómica

21. Postulados de la teoría de Bohr
1. Postulado de nivel energía. Un electrón puede tener solo
valores de energía específicos en un átomo, los cuales se
llaman niveles de energía o estados estacionarios. Por
consiguiente, el átomo mismo puede tener solamente valores
específicos de energía total.


 ,
3
,
2
,
1
2
n
n
R
E H
RH = 2,18×10-18J, aquí n se denomina número cuántico principal
Bohr tomo la idea de Cuantización de la energía de Planck.
A partir de esto derivó la siguiente fórmula para los niveles
de energía en el átomo de hidrógeno.

22. 2. Transiciones entre niveles de energía Un electrón en un átomo
puede cambiar de energía solamente al pasar de un nivel de
energía a otro. Al hacerlo el electrón experimenta una transición
La emisión de luz por los átomos para dar un espectro de líneas se
explica como sigue: un electrón en un nivel superior (nivel inicial
de energía Ei) experimenta una transición a un nivel inferior de
energía (nivel de energía Ef). En este proceso el electrón pierde
energía, la cual es emitida como un fotón. En otras palabras, la
energía final del electrón más la energía del fotón es igual a la
energía inicial del electrón:
En este postulado, Bohr utilizó el concepto de fotón de Einstein
para explicar el espectro de líneas de los átomos
Ef + hn = Ei
Al reacomodar esto se tiene:
Energía del fotón emitido = hn = Ei - Ef

23. Ondas
l = longitud de onda
n = frecuencia
ln  c
Conforme disminuye la longitud de onda (l), aumenta la frecuencia (n)
Las ondas electromagnéticas de baja frecuencia tiene longitud de onda larga
Las ondas electromagnéticas con frecuencia alta tienen longitud de onda corta

24. Espectro visible

25. Espectros de algunos elementos

26. Coloración a la llama
El color de la flama se crea por una fuerte emisión en el
espectro de líneas del elemento y por tanto, a menudo se toma
como una evidencia preliminar de la presencia del elemento
en una muestra.
Verde azulado del Cu
Carmesí del Sr

27. Espectros de líneas

28. Absorbancia de las plantas

29. Espectro solar

30. Naturaleza ondulatoria de la luz

31. Líneas espectrales

32. Efecto fotoeléctrico
El efecto
fotoeléctrico es
la expulsión de
electrones de la
superficie de un
metal o de
cualquier otro
material
cuando la luz
incide sobre él.

33. La emisión de electrones puede lograrse:
4. Haciendo incidir luz sobre la superficie del metal, en cuyo caso
los electrones emergentes se denominan fotoelectrones (
emisión fotoeléctrica)
2. Colocando un campo eléctrico lo suficientemente grande
como para extraer electrones de la superficie del metal.
3. Lanzando una partícula sobre el metal, de tal forma que su
energía cinética sea transferida a los electrones, lo que les
permite abandonar la superficie.
1. Calentando la superficie metálica para que la energía térmica
permita que los electrones salgan de la superficie.

34. Albert Einstein
Einstein extendió intrépidamente el trabajo de Planck para incluirlo en la misma
estructura de la luz. Einstein razonó que si un átomo que vibra cambia la energía
digamos de 3hn a 2hn, disminuye su energía en hn, y esta energía podría ser emitida
como un poco ( quatum) de energía luminosa . Por consiguiente postulo que la luz consta
de cuantos (ahora llamados fotones), o partículas de energía electromagnética , con una
energía E proporcional a la frecuencia observada de la luz:
E = hn
En 1905 Einstein utilizó el concepto de fotón para explicar el efecto fotoeléctrico

35. Louis De Broglie
(1892-1987), físico y premio Nobel francés, que
contribuyó de manera fundamental al desarrollo
de la teoría cuántica.. Trató de racionalizar la
doble naturaleza de la materia y la energía,
comprobando que las dos están compuestas de
corpúsculos y tienen propiedades ondulatorias.
Por su descubrimiento de la naturaleza
ondulatoria de los electrones (1924), recibió el
Premio Nobel de Física en 1929.
mv
h

l
E = mc2 E = hn
n
h
mc 
2
pero:
l
n
c

luego
l
c
h
mc 
2

36. El físico británico George P. Thomson fue
galardonado con el Premio Nobel de Física en
1937 por su descubrimiento de la difracción de los
electrones por los cristales, probando así sus
propiedades ondulatorias.
En 1927, los científicos estadounidenses C. J.
Davisson y L.H. Germer, empleando como blanco
un cristal de níquel, obtuvieron patrones de
difracción utilizando un haz de electrones

37. Erwin Schrödinger
La aportación más importante de
Schrödinger a la física fue el desarrollo de
una rigurosa descripción matemática de las
ondas estacionarias discretas que describen
la distribución de los electrones dentro del
átomo.. Junto a la mecánica matricial de
Heisemberg constituyeron ambas teorías en
buena medida a la base de la mecánica
cuántica. Schrödinger compartió en 1933 el
Premio Nobel de Física con el británico
Paul A. M. Dirac por su aportación al
desarrollo de la mecánica cuántica.
(1887-1961), físico y premio
Nobel austriaco, conocido sobre
todo por sus estudios
matemáticos de la mecánica
ondulatoria y sus aplicaciones a
la estructura atómica
0
)
(
8
2
2
2
2
2
2
2
2
















V
E
h
m
z
y
x

40. Observación Teoría
Radiación del cuerpo negro  Planck: la energía es cuantizada por que sólo se permiten ciertos valores
Efecto fotoeléctrico  Einstein: La luz tiene comportamiento de partícula (fotones)
Espectros atómicos  Bohr: la energía de los átomos es cuantizada; y se emite un fotón cuando un
electrón cambia de orbita.
Observación Teoría
Davisson y Germen
Difracción de electrones por un cristal metálico
De Broglie: toda la materia viaja en ondas, la energía de un átomo es
cuantizada debido al movimiento ondulatorio de sus electrones
Ya que la energía es ondulatoria probablemente la materia sea ondulatoria
Ya que la materia es discontinua y corpuscular, probablemente la energía es discontinua y corpuscular
Ya que la materia tiene masa, probablemente la energía tenga masa
Observación Teoría
Compton
Después de colisionar con un electrón la longitud
de onda de un fotón aumenta (su momento
disminuye)
Einstein/De Broglie: la masa y la energía son equivalentes: las
partículas tiene longitud de onda y los fotones tiene momento
TEORIA CUANTICA
La energía al igual que la
materia, es corpuscular, masiva
y ondulatoria
TEORIA CLASICA
La materia es corpuscular y
masiva. La energía es onda
continua.

41. Paul Adrien Maurice Dirac
(1902-1984), físico teórico británico, premiado con el
Nobel, y célebre por su predicción de la existencia del
positrón, o electrón positivo, y por sus investigaciones en
teoría cuántica.
Su teoría cuántica del movimiento del electrón le llevó en
1928 a formular la existencia de una partícula idéntica al
electrón en todos los aspectos excepto en la carga: el
electrón con una carga negativa y esta hipotética partícula
con una carga positiva. La teoría de Dirac se confirmó en
1932, cuando el físico estadounidense Carl D. Anderson
descubrió el positrón. En 1933 Dirac compartió el Premio
Nobel de Física con el austriaco Erwin Schrödinger, y en
1939 fue nombrado miembro de la Royal Society de
Londres. Fue profesor de Matemáticas en Cambridge desde
1932 hasta 1968, profesor de Física en la Universidad del
estado de Florida desde 1971 hasta su muerte, y miembro
del Instituto de Estudios Avanzados, entre 1934 y 1959.

42. NÚMEROS CUÁNTICOS
• Numero cuántico principal (n )
Este número cuántico determina la amplitud o tamaño del orbital, así como la energía
del mismo; mientras más grande es el valor de n, mayor es el nivel de energía
n = 1, 2, 3, 4, 5, etc.

43. •Numero cuántico de momento angular (l )
Está relacionado con la forma del orbital, y a veces se le denomina número
cuántico de forma-orbital
Este número esta dado por: l = n – 1 ; l = 0, 1, 2, 3, etc.

44. •Numero cuántico magnético (m)
Define la orientación del orbital en el espacio alrededor del núcleo y a
veces se denomina número cuántico de orientación orbital. Tiene valores
que van desde -1 pasando por 0 hasta +l
Este número esta dado por: m = 2l + 1 ; -l  m  +l .

45. Orbitales s

46. Orbitales p

48. Orbitales d

49. Orbitales f

50. •Numero cuántico magnético (m)
Define la orientación del orbital en el espacio alrededor del núcleo y a
veces se denomina número cuántico de orientación orbital. Tiene valores
que van desde -1 pasando por 0 hasta +l
Este número esta dado por: m = 2l + 1 ; -l  m  +l .
l = 0 m = 2(0) + 1 = 1 toma un valor
l = 1 m = 2(1) + 1 = 3 toma tres valores
l = 2 m = 2(2) + 1 = 5 toma cinco valores
l = 3 m = 2(3) + 1 = 7 toma siete valores
l = 0 m = 0
l = 1 m = -1, 0 +1
l = 2 m = -2, -1, 0, +1, +2
l = 3 m = -3, -2, -1, 0, +1, +2, +3

51. •Numero cuántico spin (s)
Este número cuántico se refiere a las dos orientaciones posibles del espín
de un electrón; sus valores son + ½ y – ½
Aparte del efecto
producido por el
movimiento angular
del electrón, este tiene
propiedad magnética
intrínseca. Es decir
que el electrón al
girar alrededor de su
propio eje se
comporta como si
fuera un pequeño
imán, es decir tiene
spín

52. Átomos que pueden verse
Imagen obtenida con un microscopio de efecto túnel, las
esferas verdes representan átomos

53. Distribución electrónica