Evolución del Modelo Atómico y Conceptos Clave de Termoquímica

Modelo de Thomson (1897): Experimento del Tubo de Rayos Catódicos

Thomson concluyó que el átomo está formado por una masa positiva, con los electrones incrustados en él, y que además el número de cargas positivas y negativas debe coincidir para que el átomo sea neutro.

Modelo de Rutherford (1919): Experimento del Bombardeo de una Lámina de Oro

Rutherford concluyó que el átomo está formado por un núcleo y una corteza. En el centro, el núcleo contiene toda la carga positiva del átomo y la mayor parte de su masa. Alrededor del núcleo, en la corteza, a gran distancia, se encuentran los electrones girando mediante fuerzas electrostáticas. Con el fin de que el átomo sea neutro, debe haber el mismo número de electrones en la corteza que cargas positivas en el núcleo.

Conceptos Atómicos Fundamentales

• Nucleones (partículas masivas del núcleo)
• Número atómico (Z): número de protones.
• Número másico (A): número de nucleones. A = Z + N (donde N es el número de neutrones).
• Isótopo: átomos del mismo elemento (mismo Z) pero con diferente número másico (A), es decir, diferente número de neutrones y, por lo tanto, diferente masa.

La Luz: Dualidad Onda-Partícula

La Luz como Onda Electromagnética

c = λ • f

Una onda es la propagación por el espacio de un movimiento vibratorio.

• Longitud de onda (λ): se mide en metros (m).
• Frecuencia (f): se mide en s^-1 o Hz.
• Velocidad de propagación (c): se mide en ms^-1.
• Otros tipos de ondas electromagnéticas: microondas, ultravioleta.

La Luz como Partícula

E = h • f

Donde E representa la energía de cada fotón.

Modelo de Böhr (1913)

• Los electrones giran en órbitas estables sin emitir energía.
• Los electrones solo pueden girar alrededor del núcleo en ciertas órbitas permitidas.
• Un átomo emite energía cuando un electrón pasa de una órbita a otra inferior. Esta diferencia de energía se emite en forma de radiación electromagnética y corresponde con las líneas del espectro de emisión.
• Un átomo absorbe energía cuando un electrón pasa de una órbita a otra superior. Esta diferencia de energía se absorbe en forma de radiación electromagnética y corresponde con las líneas del espectro de absorción.

E_fotón = ΔE = E_n' - E_n (Ecuación de Böhr)

E_fotón = h • f (Ecuación de Einstein)

Entalpía (H)

La entalpía (H) es una magnitud que indica la energía de los compuestos químicos en procesos a presión constante, y permite calcular el calor absorbido o desprendido en una reacción química. Se mide en kJ.

Tipos de Reacciones según la Energía

• Reacciones Endotérmicas

  Son aquellas en las que:

  • El sistema absorbe calor.
  • La entalpía aumenta.
  • H_productos > H_reactivos
  • ΔH > 0
  • Q_absorbido = ΔH

• Reacciones Exotérmicas

  Son aquellas en las que:

  • El sistema desprende calor.
  • La entalpía disminuye.
  • H_productos < H_reactivos
  • ΔH < 0
  • Q_desprendido = -ΔH

Entalpía de Formación

Se define como el incremento de entalpía en el proceso de formación de un mol de sustancia a partir de sus elementos en condiciones estándar (C.N.).

Entalpía de Combustión

Se define como el incremento de entalpía en el proceso de combustión de un mol de sustancia.