tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/estructuraatomica.pdf · y...
TRANSCRIPT
![Page 1: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/1.jpg)
www.uned.es/cristamine/crist_opt/ cropt_intr.htm
Tipos de radiaciones electromagnéticas según λ.• Rayos γ• Rayos X• Rayos UV• Radiación visible.• Rayos IR• Microondas• Ondas de radio
• Ondas de radar• Ondas de TV.• Onda ultracorta• Onda corta.• Onda media.• Onda larga
λ
=cνλ
RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA Y ESPECTROS ATÓMICOS
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 2: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/2.jpg)
www.puc.cl/sw_educ/qda1106/ CAP2/2B/2B1/
ESPECTRO ELECTROMAGNETICOQuímica Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 3: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/3.jpg)
Hipótesis de Plank. Cuantización de la energía
El estudio de estas rayas espectrales permitió relacionar la emisión de radiaciones de determinada “l“ con cambios energéticos asociados a saltos electrónicos. Así Plank supuso que la energía estaba cuantizada, al igual que ocurría con la masa o la carga; es decir, la energía absorbida o desprendida de los átomos sería un múltiplo de una cantidad establecida o “cuanto” que correspondería a la energía correspondiente a la energía emitida o absorbida por un átomo.Así, si un átomo emite radiación de frecuencia “ν”, la energía desprendida por dicho átomo sería:
Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según el número de átomos que emitan: E = n h x n, en donde h = 6,626 10–34 J xs (Constante de Plank) y "n" es un número entero (nº de átomos emisores), lo cual significa que la energía ganada o cedida por un átomo es un múltiplo de la cantidad de energía mínima (h x n).
ν= ×hE
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 4: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/4.jpg)
λcc2c2
----------------------
h
=
hc/λ
=
E
mfotón =
ν= ×hE
que nos dice que la masa del fotón dependede la longitud de onda de la radiación luminosa.
=cνλ
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 5: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/5.jpg)
Ejemplo:Calcula la energía de fotones de rayos X cuya longitud de onda es de 0,6 nm.(h = 6,625 x 10–34 J s)
−−
×= = = ×
×
817 1
9
3 10 5 10 0,6 10
c m s sm
νλ
E = h x ν = 6,625 x 10–34 J s x 5 x 1017 s–1
E = 33,125 x 10–17 J = 3,3125 x 10–16 J
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 6: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/6.jpg)
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 7: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/7.jpg)
Espectros atómicos.Cuando a los elementos en estado gaseoso se les suministra energía (descarga eléctrica, calentamiento...) éstos emiten radiaciones de determinadas longitudes de onda. Estas radiaciones dispersadas en un prisma de un espectroscopio se ven como una serie de rayas, y el conjunto de las mismas es lo que se conoce como espectro de emisión.Igualmente, si una luz continua atraviesa una sustancia, ésta absorbe unas determinadas radiaciones que aparecen como rayas negras en el fondo continuo (espectro de absorción).
Series espectrales.Las diferentes líneas que aparecieron en el espectro del hidrógeno se podían agrupan en diferentes series cuya longitud de onda es más parecida:Serie Lyman: zona ultravioleta del espectro.Serie Balmer: zona visible del espectro.Serie Paschen zona infrarroja del espectro.Serie Bracket: zona infrarroja del espectro.Serie Pfund: zona infrarroja del espectro
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 8: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/8.jpg)
n = 2
n = 3
n = 4n = 5n = ∞
n = 1
Series espectralesn = 6
Lyman
Paschen
Balmer
Bracket
Pfund
EspectroUV Visible Infrarrojo
SERIES: Lyman Balmer Paschen Bracket Pfund
ΔE = h · ν
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 9: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/9.jpg)
⎛ ⎞= × −⎜ ⎟
⎝ ⎠2 21 2
1 1 1Rn nλ
n = 2 E = –5,43 · 10–19 J
n = 3 E = –2,42 · 10–19 J
n = 4 E = –1,36 · 10–19 Jn = 5 E = –0,87 · 10–19 Jn = ∞ E = 0 J
n = 1 E = –21,76 · 10–19 J
Niveles permitidos (para el átomo de hidrógeno)
Ene
rgía
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 10: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/10.jpg)
= = × − = −20
1 h ( )2cinética ionizE m v E hν ν ν
Ayuntamiento La Coruña (ver animación)
EFECTO FOTOELECTRICO
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 11: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/11.jpg)
Ejercicio A:Determina la energía cinética con la que será expulsado un electrón del cesio al emplear una radiación de 850 nm si sabemos que la energía umbral del Cs es 6,22 x 10–19 J.
= = × − = −20
1 h ( )2cinética ionizE m v E hν ν ν
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 12: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/12.jpg)
ENERGÍA DE VIBRACIÓN
ν= ×hE
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 13: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/13.jpg)
ESPECTROSCOPIA INFRARROJA
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 14: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/14.jpg)
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 15: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/15.jpg)
RELACION DE DE BROGLIE
p = h / λ
h: Constante de Planck, cuyo valor es 6,626 x 10 –34 Js
λ: longitud de onda
Esta relación muestra que cuanto mayor sea el momento lineal de la partícula, menor será la longitud de onda de su función de onda.
hm v
λ =×
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 16: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/16.jpg)
Principio de incertidumbre de Heisenberg
Es imposible especificar, simultáneamente y con exactitud, la posición y el momento lineal de una partícula. Esta conclusión se expresa cuantitativamente de la siguiente manera:
Siendo Δx la incertidumbre de la posición de la partícula y la incertidumbre de su momento lineal Δp, entonces:
hx · p 4
Δ Δπ
≥
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 17: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/17.jpg)
ECUACION DE ONDA DE SCHRÖDINGER
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 18: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/18.jpg)
m: masa de la partícula
V: energía potencial
h = h / 2π
ECUACION DE ONDA DE SCHRÖDINGER
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 19: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/19.jpg)
Las soluciones, o funciones de onda, son funciones matemáticas que dependen de unas variables que sólo pueden tomar valores enteros. Estas variables de las funciones de onda se denominan números cuánticos: número cuántico principal, (n), angular (l) y número cuántico magnético (ml). Estos números describen el tamaño, la forma y la orientación en el espacio de los orbitales en un átomo.
• El número cuántico principal (n) describe el tamaño del orbital, por ejemplo: los orbitales para los cuales n=2 son más grandes que aquellos para los cuales n=1. Puede tomar cualquier valor entero empezando desde 1: n=1, 2, 3, 4, etc. • El número cuántico del momento angular orbital (l) describe la forma del orbital atómico. Puede tomar valores naturales desde 0 hasta n-1 (siendo n el valor del número cuántico principal). Por ejemplo si n=5, los valores de l pueden ser: l= 0, 1 ,2, 3, 4.
• El número cuántico magnético (ml), determina la orientación espacial del orbital. Se denomina magnético porque esta orientación espacial se acostumbra a definir en relación a un campo magnético externo. Puede tomar valores enteros desde -l hasta +l. Por ejemplo, si l=2, los valores posibles para m son: ml=-2, -1, 0, 1, 2. • El número cuántico de espín (s), sólo puede tomar dos valores: +1/2 y -1/2
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 20: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/20.jpg)
NÚMEROS CUANTICOS
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 21: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/21.jpg)
NIVELES DE ENERGIA
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 22: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/22.jpg)
Rnl(r) = f(r)(Z/a0)3/2 e-r/2
EXPRESIÓN DE LA FUNCION DE ONDA
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 23: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/23.jpg)
ORBITALES ATOMICOS
Orbital s
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 24: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/24.jpg)
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 25: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/25.jpg)
ORBITALES P
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 26: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/26.jpg)
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 27: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/27.jpg)
ORBITALES D
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 28: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/28.jpg)
ORBITALES F
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 29: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/29.jpg)
APANTALLAMIENTO
La carga nuclear efectiva, (Zeff) es igual al número de protones en el núcleo(Z ó número atómico) menos el promedio de electrones entre el electrón en cuestión y el núcleo (S) :
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 30: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/30.jpg)
Subniveles en la tabla periódica
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo
![Page 31: Tipos de radiaciones electromagnéticas según λmaterias.fi.uba.ar/6303/EstructuraAtomica.pdf · Y la energía total emitida será por tanto un múltiplo de esta cantidad, según](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022021805/5bac643c09d3f2c06d8d3cf4/html5/thumbnails/31.jpg)
Química Inorgánica-63.13- Dra.Silvia E. Jacobo