Explorando la Luz y la Materia: Fundamentos de Espectros y Modelos Atómicos
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Explorando la Luz y la Materia: Conceptos Fundamentales de Espectros y Modelos Atómicos
Este documento aborda preguntas clave sobre la naturaleza de la luz, los espectros de emisión y la evolución de los modelos atómicos, desde las primeras concepciones hasta los principios de la mecánica cuántica. Comprender estos conceptos es fundamental para apreciar cómo la ciencia ha desvelado la estructura íntima de la materia y la energía.
¿Serán iguales los espectros de emisión de dos elementos diferentes? ¿Por qué?
No, serán diferentes. Los espectros de emisión se producen cuando los electrones cambian de nivel de energía y liberan energía en forma de luz. La energía de cada nivel y, por tanto, la diferencia de energía de cada nivel, depende, entre otros parámetros, del número atómico, Z, que es distinto para dos elementos diferentes.
Razona la veracidad o falsedad de la siguiente afirmación: «El modelo atómico de Thomson rebate todas las ideas de la teoría atómica de Dalton».
El modelo atómico de Thomson solamente rebate la idea de Dalton de que los átomos eran indivisibles. El modelo de Thomson es el primero que describe el átomo formado por otras partículas.
La luz blanca está compuesta por una serie de radiaciones de diferente frecuencia. ¿Se propagan todas ellas con la misma velocidad en el vacío? ¿Y en otro medio diferente; por ejemplo, el agua?
Todas las radiaciones electromagnéticas se propagan con la misma velocidad en el vacío, c = 3 · 108 m/s. En los medios materiales, la velocidad depende de la frecuencia.
En agua, la velocidad de la luz visible disminuye con la frecuencia:
vrojo > vvioleta
¿Qué significa que un espectro de emisión sea continuo?
Un espectro de emisión es continuo porque la luz emitida por la fuente de ese espectro contiene todas las frecuencias.
Si se calienta un átomo de hidrógeno, ¿qué le ocurre a su electrón? ¿Cómo se llama el nivel energético en el que se puede encontrar?
El verbo calentar significa, en este caso, recibir energía. Por tanto, el electrón, que inicialmente se encuentra en el estado fundamental, podrá acceder a niveles superiores de energía que se denominan estados excitados. En el caso límite, se puede llegar a la ionización; es decir, a la liberación del electrón del campo eléctrico creado por el núcleo.
Determina el número máximo de líneas en el espectro de emisión que puede originar el electrón del átomo de hidrógeno si ocupa el nivel n = 3.
El espectro de emisión se produce cuando el electrón baja a un nivel de menor energía y emite la energía sobrante. Un electrón situado en el nivel n = 3 puede caer a los niveles n = 2 y n = 1, lo que da lugar a un máximo de 2 líneas en el espectro.
¿En qué contradice el modelo de Bohr a la física clásica?
Bohr introduce el concepto de niveles discretos de energía. En la física clásica, los cuerpos podían tener cualquier valor de la energía. En el modelo de Bohr, los electrones solo podían tener unos determinados valores de la energía.
¿Cómo introduce Bohr la hipótesis de Planck?
Bohr introduce la hipótesis de Planck en el segundo postulado, cuando propone que los valores posibles del momento angular de las órbitas de los electrones son los múltiplos de la constante de Planck. Por otro lado, el tercer postulado, consecuencia del segundo, establece una energía definida para cada nivel; es decir, los valores de energía que puede tomar el electrón no son más que unos pocos.