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7/23/2019 7. Teora Cuntica y La Estructura Electrnica de tomos. Raymond Chang
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Teora cuntica y la estructuraelectrnica de los tomos
Captulo 7
Copyright The McGraw-Hill Companies, Inc !ermission re"uired #or reproduction or display
7/23/2019 7. Teora Cuntica y La Estructura Electrnica de tomos. Raymond Chang
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!ropiedades de las ondas
Longitud de onda$% es la distancia entre puntosid&nticos de ondas sucesi'as
Amplitud es la distancia 'ertical de la lnea media a la
cresta o al 'allle de la onda()
H2
Longitud de Onda
Amplitud Direccin de
propagacin
de onda
Longitud de onda
Longitud de onda
Amplitud
Amplitud
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!ropiedades de las ondas
Frecuencia$% es el n*mero de ondas "ue atra'iesan un
punto particular en ) segundo $H+ ) ciclos%
.a 'elocidad $u% de la onda /
()
Longitud de onda
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Ma/well $)0(1%, propus "ue la lu+ 'isi2le consiste en
ondas electromagn&ticas
Radiacin
electromagntica es la
emisin y transmisin de
energa en la #orma de
ondas electromagn&ticas
.a 'elocidad de lu+ $c% en el 'aco 133 / )30ms
Todaradiacin electromagn&tica
/
=c ()
Componente del campo el&ctrico
Componente del campo magn&tico
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()
4ayos 5 .mparassolares
Hornos demicroondas,radar policiaco,estaciones desat&lite
.mparasincandes-centes
T6 7H8,telonoscelulares
4adio 8MT6 6H8
4adio9M
:ndas de radioMicroondasIn#rarro;o7ltra'ioleta
4ayos 54ayosgamma
Tipo de radiacin
Frecuencia (Hz)
Longitud
de onda (nm)
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x= c
= c/
= 133 / )30ms/3 / )31m
onda
radio#nica
7n #otn tiene una #recuencia de 3 / )3)Anm
()
4adio 8MT6 6H8
4adio9M
ondaradio#nica
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Misterio B), pro2lema del cuerpo negroD
4esuelto por !lancE en )F33
.a energa $lu+% es emitida
o a2sor2ida en unidades
discretas $cuanto%
h /
Constante de !lancE $h%h
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.a lu+ tiene am2osJ
) naturale+a de onda
A naturale+a de partcula
h K L
Misterio BA, e#ecto #otoel&ctricoD
4esuelto por instein en )F3>
Fotnes una partculaD de lu+
K h-
h
K e-
(A
.u+
incidente
8uentede 'olta;e
Netector
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h /
h / c
(A
Cuando el co2re se 2om2ardea con electrones de alta-
energa, se emiten rayos 5 Calcule la energa $en
;oules% asociada con los #otones si la longitud de onda
de los rayos 5 es 3)>= nm
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(1
.nea del espectro de emisin de tomos de hidrgeno
!laca #otogr#ica
Colimador
!risma
spectro
de
lneas
.u+ separada en
'arios
componentes
Tu2o dedescarga
9lto
'olta;e
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(1
!ectro de lneas 2rillantes
Metales
alcalinos$mono'alentes%
lementos
alcalino-
t&rreos$di'alentes%
Metales
$di'alentes%
.itio$.i%
Oodio $Pa%
!otasio$K%
Calcio$Ca%
stroncio $Or%
ario$a%
Cadmio$Cd%
Mercurio$Hg%
Hidrgeno$H%
Helio$He%
.itio$.i%
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) e-slo puede tener 'aloresde energa espec#icos
$cuanti+adas%
A la lu+ se emite como
mo'imientos de e- de un
ni'el de energa a una
energa de ms 2a;o ni'el
Modelo del
tomo de Bohr
(!")
n -4H $ %
)
nA
n$n*mero cuntico principal% ),A,1,Q
4H$constante de 4yd2erg% A)0 / )3-)0
(1
8otn
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h
h
(1
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#otn #- i
f -4H $ %)
nAf
i -4H $ %)
nAi
i f
4H$ %)
nA)
nA
nf )
ni A
nf )
ni 1
nf A
ni 1
(1
Oeries de
racEett
Oeries de
!aschen
Gn
erg
a
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#otn A)0 / )3-)0
/ $)A> - )F%#otn -)>> / )3
-)F
/ )3-)F
)A03 nm
Calcule la longitud de onda $en nm% de un
#otn emitido por un tomo de hidrgeno
durante la transicin de su electrn del
estado n > al estado n 1
#otn h / c
h / c #otn
i f
4H$ %)
nA)
nA#otn
(1
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Ne roglie $)FA=% ra+on
"ue el e-es partcula y
onda
2r n = hmu
u 'elocidad del e-
m masa del e-
?!or "u& es cuanti+ada la
energa del e-@
(=
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= hmu
= g 'ia;ando a
)>< ms@
m en Egh en s u en $ms%
(=
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cuacin de la onda de Ochrodinger
n )FA< Ochrodinger escri2i una ecuacin "ue
descri2i la partcula y naturale+a de la onda del e -.a #uncin de la onda $% descri2eJ
) la energa del e-con un dado
A la pro2a2ilidad de encontrar el e-
en un 'olumendel espacio
.a ecuacin de Ochrodinger slo se puede resol'ere/actamente para el tomo de hidrgeno Ne2eapro/imar su solucin para los sistemas del multi-electrn
(>
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cuacin de la onda de Ochrodinger
= #n$n, l, ml, ms%
n*mero cuntico principal n
n ), A, 1, =, Q
n) nA n1
( electrones
)sAAsAAp)
C < electrones
@ @
((
Gn
er
ga
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C < electrones
La distribucin de electrones ms
estable en los subniveles es la que
tiene el mayor nmero de espinesparalelos (regla de und!"
C )sA
AsA
ApA
P ( electrones
P )sAAsAAp1
: 0 electrones
: )sAAsAAp=
8 F electrones
8 )sAAsAAp>
Pe )3 electrones
Pe )sA
AsA
Aps =d >p
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?Cul es la con#iguracin electrnica del Mg@
Mg )A electrones
)s As Ap 1s 1p =s)sAAsAAp
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Ou2ni'el e/terno "ue se llena con electrones
(0
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Paramagnticaelectrones paralelos
Ap
#iamagnticatodos los electrones apareados
Ap( 0
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