Estructura electrónica y mecánica cuántica

Estructura Electrónica y Mecánica cuántica

​Teoría Cuántica de Planck​

Los átomos y las moléculas emitían y absorbían energía sólo en cantidades discretas, o paquetes que el llamó cuanto.​

La Energía de un cuanto es E = hν​

E: energía ​

ν: frecuencia  ​

h: constante de Planck   h =  6.626 × 10⁻³⁴ J·s​

La constante de Planck es una de las constantes universales, al igual que la velocidad de la luz.​

​

Energía Electromagnética

Ejemplos

1. Cuál es la energía de la luz cuya frecuencia es 1.55 × 1010 s−1?​

2. Cuál es la frecuencia de la luz cuya energía es 4.156 × 10−20 J?​

Open Ended

Cuál es la energía de un fotón de radiación electromagnética con frecuencia de 6.32 x 10²⁰ Hz?

Open Ended

El color azul en algunos fuegos artificiales ocurre cuando el cloruro de cobre I se calienta a 1500K y emite una luz azul con longitud de onda de 4.50 x 10² nm. ¿Cuánta energía tiene un fotón de esta luz?​

Open Ended

Las microondas usadas para calentar comida tienen una longitud de 0.125m. ¿Cuál es la energía de un fotón de la radiación del microondas?​

​Modelo de Bohr

​En 1913 el científico danés Niels Bohr propuso:​

• Los valores de energía del átomo de hidrógeno era fijos y relacionados al valor de n. Al valor de n se le denominó el Número Cuántico.​

• La energía del electrón del átomo de hidrógeno era cuantificable y dependiente de la órbita en que estuviera.​

•  La luz emitida por el gas hidrógeno electrificado igual a al diferencia de energía entre los estados del electrón:  

  E luz emitida = hν = ΔEelectrón​

Modelo de Bohr

Las energías en el átomo de hidrógeno están dadas por:​

                          En = -RH (1/n²)​

  Donde: ​

   RH: es la constante de Rydberg que para el H es 2.18 x 10^-18 J.​

    n: es el número cuántico principal​

El signo negativo es una convención arbitraria para indicar que la energía del electrón en el átomo es menor que fuera del átomo.​

Modelo de Bohr

​Ejemplo

Cuál es la energía en Joule y la longitud de onda en metros de el espectro del hidrógeno que representa el movimiento de un electrón de n=4 a n=6. Identifique la zona del espectro a que corresponde.​

Open Ended

Calcule el cambio de Energía cuando un electrón en el átomo de hidrógeno pasa de la órbita n=3 a la órbita n=7. Explique si absorbe o emite energía.​

Multiple Choice

Indique si la transición electrónica o si requiere la : de n=3 a n=1

• emite energía

• absorbe energía

Multiple Choice

Indique si la transición electrónica o si requiere la : de n=2 a n=4

• emite energía

• absorbe energía

Desarrollo de la Teoría Cuántica​

​Niveles de energía

• La relación entre una circunferencia determinada (órbita) y a longitud de onda.​

2πr = nλ​

• Ecuación de Broglie​

λ = h/mv​

Donde:​

λ: es la longitud de onda​

h: es la constante de planck​

m: la masa de la partícula​

v: es la velocidad ​

​Ejemplo

¿Cuál es la longitud de onda de un electrón que se mueve a una velocidad de 5.97 X 10⁶ m/s? La masa del electrón es 9.11 X 10^-31 kg.​

Open Ended

Calcule la velocidad de un neutrón cuya longitud de onda de De Broglie es de 500 pm. La masa del protón es 1.67x10^-27 kg.​

Open Ended

Calcule la longitud de onda de un electrón moviéndose a una velocidad de 3.50 x 10⁵ m/s (m=9.11 x 10^-31 kg​)