El documento presenta un resumen de conceptos fundamentales de la estructura atómica. Explica que los átomos están formados por un núcleo central con protones y neutrones, y una corteza de electrones. También describe los espectros atómicos de emisión y absorción, y cómo estos llevaron al desarrollo de modelos atómicos como el de Bohr. Finalmente, introduce conceptos clave de la mecánica cuántica como los números cuánticos y los orbitales atómicos.

4. Rutherford sugirió que en los núcleos de los átomos tenían que existir otras partículas de masa casi igual a la del protón, pero sin carga eléctrica, por lo que las llamó neutrones . El neutrón no fue descubierto experimentalmente hasta 1932 por Chadwick. El neutrón es necesario para la estabilidad de casi todos los núcleos atómicos (la única excepción es el hidrógeno), ya que interactúa fuertemente atrayéndose con los protones, pero sin repulsión electrostática.

5. Estructura del átomo En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza . El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón. Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z Limitaciones al modelo de Rutherford -No explicaba los espectros -No explicaba la estabilidad del átomo

6. 2. ESPECTROS ATÓMICOS DE EMISIÓN Todos los cuerpos emiten energía en forma de radiación , hasta que alcanzan un equilibrio con el entorno que los rodea, es decir, las temperaturas se igualan. Un espectro es el resultado de la descomposición de la radiación que emite un cuerpo. - Espectros continuos : producidos por sustancias sólidas y líquidas. - Espectros discontinuos : producidos por sustancias gaseosas. ESPECTROS DISCONTINUOS : el espectro está formado por una serie de rayas brillantes, situadas en determinadas zonas, aisladas por zonas oscuras, y que es característico de las sustancias. - De emisión : cuando un elemento, en estado gaseoso, se calienta o excita por una descarga eléctrica, emite una radiación que constituye su espectro atómico de emisión. El espectro de emisión es un conjunto de ondas electromagnéticas emitidas por átomos de ese elemento cuando se le comunica energía. - De absorción : son el resultado de intercalar una sustancia gaseosa entre una fuente de emisión de luz y un prisma.

8. Los cuerpos emiten el mismo tipo de radiación que absorben. Los dos tipos de espectros son complementarios. Espectro de emisión del Wolframio Espectro de absorción del Wolframio

9. Prisma Tubo con hidrógeno Espectro de emisión del hidrógeno

10. Prisma Fuente de luz blanca Muestra de hidrógeno Espectro de absorción del hidrógeno

12. En estas órbitas, los electrones se mueven sin perder energía. Sólo están permitidas determinadas órbitas: aquellas cuya energía tome ciertos valores restringidos. Las órbitas permitidas se denominan también niveles de energía y se representan por n + Núcleo n=1 n=2 n=3 e - + Núcleo n=1 n=2 n=3 e - n=1 n=2 n=3 Energía

13. IMAGEN F 7 6 5 4 3 2 1 K L M N O P Q SERIE LYMAN SERIE BALMER SERIE PASCHEN

15. La emisión de electrones por metales iluminados con luz de determinada frecuencia fue observada a finales del siglo XIX por Hertz y Hallwachs. El proceso por el cual se liberan electrones de un material cuando lo iluminamos con radiación electromagnética, se denomina efecto fotoeléctrico o emisión fotoeléctrica. Sus características esenciales son: -Para cada sustancia hay una frecuencia mínima o umbral de la radiación electromagnética por debajo de la cual no se producen fotoelectrones por más intensa que sea la radiación. -La emisión electrónica aumenta cuando se incrementa la energía de la radiación que incide sobre la superficie del metal, ya que hay más energía disponible para liberar electrones.

16. La explicación teórica la dio Albert Einstein Supuso que la luz estaba constituida por unas partículas denominadas fotones. ¿QUÉ SON LOS FOTONES? Son las partículas que componen la luz y, en general la radiación electromagnética . El fotón presenta tanto propiedades corpusculares como ondulatorias Se comportan como una onda en fenómenos como la refracción y en la reflexión. Se comportan como una partícula en fenómenos como el efecto fotoeléctrico en el que la luz choca contra la materia y emite una cantidad de energía.

17. Si la energía del fotón es absorbida, una parte libera al electrón del átomo y el resto contribuye a la energía cinética del electrón como una partícula libre. Formulación matemática Energía de un fotón absorbido = Energía necesaria para liberar 1 electrón + energía cinética del electrón emitido. Algebraicamente: Siendo f0= la frecuencia umbral, por debajo de la cual no se produce el efecto fotoeléctrico

20. De modo que toda partícula en movimiento, cuyo estado viene caracterizado por una energía y una cantidad de movimiento, lleva asociada una onda cuya longitud de onda y frecuencia vienen determinadas por: E= hv=hv/ λ E=pv=mv 2 Igualando términos y reorganizando se obtiene λ=h/mv Siendo λ la longitud de onda de De Broglie y v la velocidad a la que viaja esa partícula. Cualquier partícula de masa m y velocidad v lleva asociada una onda. Esta hipótesis fue confirmada por Davisson y Germer en los experimentos de difracción de electrones.

23. Consecuencias -Existe un límite para conocer la trayectoria de la partícula. Esto constituye un fallo al modelo de Bohr: sus trayectorias tan bien definidas no tienen existencia real. Se introduce el concepto de ORBITAL : que se puede definir como la probabilidad de encontrar al electrón en una determinada región del espacio.

25. ECUACIÓN DE ONDA DE SCHRÖDINGER La resolución de la ecuación de onda depende de unos números cuánticos. Son cuatro números que especifican las energías permitidas y el comportamiento de los electrones en el átomo.