lineas espectrales y atomo de bohr
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MODELO CUANTICO DEL ATOMO SEGUN BOHR
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La Luz Como una Onda
La luz se puede imaginar como una onda electromagnética propagándose. La onda viaja a la velocidad máxima permitida en el vacío (c = 3x108 m/s).
Los campos eléctricos y magnéticos oscilan y son perpendiculares el uno con el otro.
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La Luz: Radiación electromagnéticaTodas las longitudes de onda (o energías) de la luz constituyen el espectro electromagnético. La luz visible (la que vemos) es una porción pequeña de éste. Los ojos no pueden detectar el resto del espectro, pero hay detectores que si lo pueden hacer.Le hemos asignado nombres a los diferentes “colores” que corresponde a diferentes longitudes de onda
Lineas espectrales y atomo de Bohr
Lineas espectrales y atomo de Bohr
Lineas espectrales y atomo de Bohr
Junto con sus alumnos Geiger y Marsden
Lineas espectrales y atomo de Bohr
De acuerdo a teoría Electromagnética de Maxwell cargas aceleradas deben radiar ondas electromagnéticas .
PROBLEMA GRANDE DEL MODELO !!!
Lineas espectrales y atomo de Bohr
HUELLA DIGITAL CARACTERISTICO
ESPECTRO DE EMISION DE GASESGas a baja presion sometido a una descarga electrica de alto voltaje emite un espectro de lineas discretas (contrario al espectro continuo del sol).
Líneas espectralesEspectro único para cada elemento Identificación (TECNICA ESPECTROSCOPIA DE EMISION)
ESPECTRO DEL HIDROGENO
Por qué emite solo en algunas longitudes de onda?Por qué absorbe solo algunas longitudes de onda?
Ausencia (Falta)
Prof. Suizo, JACOB BALMER (1885)ECUACION EMPIRICA PARA EXPLICAR ESPECTRO DE ATOMO DE HIDROGENO
Rojo Hα: 656,3 nm; Verde Hβ: 486.1 nmAzul Hγ: 434,1 nm ; Violeta Hδ:410,2 nm
n=3,4,5,… (SERIE DE BALMER)
RH =1,0973732.107 m-1 constante de Rydberg
Por ejemplo, si n=3: 1/λ=1.524.129,444 luego λ=656,11 nm (Rojo Hα)n=4 (verde), n=5 (azul), n=6 (violeta)
LOS RESTANTES: n=7,8,9,…. Están en la región no visible del espectro.
Prof. Suizo, JACOB BALMER (1885)
(SERIE DE LYMAN)
Explicación: solo empírica, sin ningún fundamento teórico
(SERIE DE PASCHEN)
(SERIE DE BRACKETT)
Otras líneas del espectro de hidrogeno también se encontraron, siguiendo idea de Balmer.
1900, M. Planck, emisión de energia de manera discreta (Radiacion de C.N.)
Luz incidente, quantos de energía llamada fotones (dualidad onda-partícula de la luz)
Modelo cuantico del atomo ( Niels Bohr danés1885-1962)
Modelo del atomo de BohrTomando ideas de Planck, Einstein, teoria clasica y lineas espectrales Hidrogeno, construyo una teoría.
POSTULADOS DE BOHR:
- El electron se mueve en orbitas circulares alredor del nucleo (de igual carga), bajo influencia de la atraccion de Coulomb
- Solo ciertas (no todas) orbitas electrónicas son estables. Aquellas en las que el electron no emite energia en forma de radiacion y como energia total del atomo permanece constante, la mecanica clasica puede describir el movimiento del electron (solo se mueve electron).
Modelo del atomo de Bohr- La radiacion es emitida por un atomo cuando
el electron “salta” de una orbita inicial mas energetica (Ei) a una inferior (Ef). El salto no puede tratarse clasicamente.
La frecuencia f del foton emitido se relaciona con el cambio de energía del atomo.
-Están permitidas solo aquellas orbitas para los que el momento angular orbital L del electrón satisface:
Donde
me: masa del electrón, v: velocidad, r: radio de la órbita
Fotón : λf=c
Modelo del atomo de Bohr- Energia total del atomo.
De la segunda ley de Newton (acel. centripeta)
Luego y
De la cuantizacion del momentun angular y de K se obtiene las orbitas permitidas
Es decir los radios estan cuantizados
Modelo del atomo de Bohr
- Energia tambien cuantizada (energias permitidas de atomo de Hidrogeno).
Energia negativa (sistema ligado)E1=-13,62 eV (estado Base) ; E2=-3.4 eV (primer estado excitado)
Orbitas cuantizadas en el atomo de hidrogeno
Para n=1Radio de BOHR
En una TRANSICION del estado i el estado f
o
Semejante a la de Balmer (pero mas generalizado)
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Transiciones de EnergíaLa energía con la que sale un fotón después de brincar de un nivel de energía a otro depende de la diferencia de energía entre los dos niveles.
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Niveles de Energía del H
NivelesExcitados
EstadoBase
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Niveles de Energía del H
NivelesExcitados
EstadoBase
Niveles de Energía del H
Líneas UV
LineasVisibles
Líneas IR
NivelesExcitados
EstadoBase o fundamental
PREMIO NOBEL 1922 (Investig. de estructura de átomos)
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Líneas EspectralesEnergía
deIonización
(eV)
10.4
5.1
24.6
13.6
H Hβ
Cada átomo tiene un conjunto específico de niveles de energía, por lo tanto, un único conjunto de fotones de longitudes de onda con los cuales puede interactuar.