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Ciencias Físicas 4
Capítulo 7
El Átomo
Espectros atómicos: la clave de la estructura del átomo
Un gas muy delgado calentado en un tubo de descarga emite luz solo en frecuencias características.
Espectros atómicos: la clave de la estructura del átomo
Un espectro atómico es una línea espectral, solo aparecen ciertas frecuencias. Si pasa luz blanca por dicho gas, esta se absorbe en esas frecuencias.
Espectros atómicos: la clave de la estructura del átomo
Las longitudes de onda de los electrones emitidos desde el hidrógeno tienen un patrón regular:
Esto se denomina la serie Balmer. R es la constante Rydberg:
Espectros atómicos: la clave de la estructura del átomo
Otras series incluyen la serie Lyman:
Y la serie Paschen:
Espectros atómicos: la clave de la estructura del átomo
Aquí se muestra una parte del espectro completo del hidrógeno. No se pueden explicar las líneas por la teoría de Rutherford.
El modelo atómico de Bohr
Bohr propuso cuantizar los posibles estados de energía de los electrones atómicos, solo eran posibles algunos valores. Luego el espectro podría ser explicado como una transición de un nivel a otro.
El modelo atómico de Bohr
Bohr descubrió que el momento angular estaba quantizado:
El modelo atómico de Bohr
Un electrón se mantiene en órbita por la fuerza de Coulomb:
El modelo atómico de Bohr
Al usar la fuerza de Coulomb, podemos calcular los radios de las órbitas:
El modelo atómico de Bohr
El nivel más bajo de energía se denomina nivel fundamental; los otros se denominan niveles excitados.
Niveles excitados
Nivel fundamental
El modelo atómico de Bohr
Aquí también se aplica el principio de correspondencia, cuando las diferencias entre los niveles cuánticos son pequeñas en comparación con las energías, debieran ser imperceptibles.
La hipótesis de De Broglie aplicada a los átomos
La hipótesis de De Broglie es la que asocia la longitud de onda con el momentum de una partícula. Él propuso que solamente existirían aquellas órbitas donde las ondas eran circulares permanentes. Esto entrega la misma relación que había propuesto Bohr.
La hipótesis de De Broglie aplicada a los átomos
Además, se hace más razonable el hecho de que los electores no irradien, como debiera esperarse de una carga en aceleración.
La hipótesis de De Broglie aplicada a los átomos
Estas son ondas circulares permanentes para n = 2, 3 y 5.
