Modelos Atómicos y Espectros: Bohr, Heisenberg y De Broglie Explicados

Ley de Conservación de la Masa

Ley de conservación de la masa: En toda reacción química la suma de las masas de los reactivos es igual a la suma de las masas de los productos de la reacción. Dicho de otro modo, antes y después de la reacción tendremos el mismo número de átomos de cada uno de los elementos existentes. La única diferencia es que dichos átomos estarán unidos de otra forma.

Modelo Atómico de Bohr

Bohr:

Primer postulado

El electrón gira alrededor del núcleo en órbitas circulares, llamadas órbitas estacionarias, sin emitir energía radiante.

Segundo postulado

Solo son posibles aquellas órbitas en las que el electrón tiene un momento angular que es múltiplo entero de h/(2π): m·e·v·r = n·h/2π. El electrón no puede estar a cualquier distancia del núcleo, sino que solo hay unas pocas órbitas posibles, las cuales vienen definidas por los valores permitidos para un parámetro que se denomina número cuántico principal (n).

Tercer postulado

La energía liberada al caer el electrón desde una órbita a otra de menor energía se emite en forma de fotón, cuya frecuencia viene dada por la ecuación de Planck: E_a − E_b = h·ν. Así, cuando el átomo absorbe o emite radiación, el electrón pasa a una órbita de mayor o menor energía, y la diferencia entre ambas órbitas se corresponderá con una línea del espectro atómico de absorción o emisión.

Modelo Mecanocuántico: La Nube de Carga

Nube de carga: Describe la evolución de la posición del electrón mediante una función matemática compleja, llamada función de onda. Incorpora las ideas de la teoría de la relatividad y la mecánica.

Principio de Incertidumbre de Heisenberg

Principio de incertidumbre de Heisenberg: Es imposible determinar simultáneamente, y con precisión absoluta, el valor de la posición y la cantidad de movimiento de una partícula. El producto de los errores cometidos en la medida de la posición Δx y la medida del momento Δp debe ser mayor o igual que h/4π.

“El hecho de realizar una medida altera lo medido”

Despreciable en el mundo macroscópico, pero no en el de las partículas subatómicas.

De Broglie: Dualidad Onda-Corpúsculo

De Broglie – Dualidad onda-corpúsculo: Hasta principios del siglo XX, la luz se consideraba onda (reflexión, refracción, difracción, interferencias…). Nuevos fenómenos como el efecto fotoeléctrico y la hipótesis de Planck llevaron a considerar la luz también como partícula. Cada fotón lleva asociada una onda, y la ecuación anterior relaciona la masa del fotón (propiedad de la materia) y su longitud de onda (propiedad de las ondas).

Espectros

Espectro electromagnético

Espectro electromagnético: Conjunto de todas las radiaciones electromagnéticas desde muy bajas longitudes de onda (rayos γ y 10⁻¹² m) hasta kilómetros (ondas de radio).

Espectro de emisión

Espectro de emisión: Cuando a los elementos en estado gaseoso se les suministra energía (descarga eléctrica, calentamiento…), estos emiten radiaciones de determinadas longitudes de onda. Estas radiaciones, dispersadas en un prisma del espectroscopio, se ven como un conjunto de líneas de colores brillantes sobre fondo oscuro.

Tipos: neón, sodio, calcio, mercurio, hidrógeno.

Espectro de absorción

Espectro de absorción: Cuando la radiación atraviesa un gas, este absorbe una parte; el resultado es un espectro continuo con rayas oscuras donde falta la radiación absorbida.

Tipo: hidrógeno.

Clases de espectros

• Líneas: emitidas o absorbidas por átomos individuales. Corresponden a los saltos de electrones entre niveles energéticos del átomo. Son características de cada elemento y permiten identificarlo.
• Bandas: emitidas o absorbidas por moléculas. Son características de cada molécula y permiten identificarla.
• Continuos: emitidos por la luz solar o por sólidos incandescentes. La enorme cantidad de átomos y sus interrelaciones dan lugar a infinidad de saltos energéticos en un rango del espectro.