Fundamentos de la Estructura Atómica y Ondas Electromagnéticas

El Experimento de Rutherford

El experimento de Rutherford refutó el modelo de Thomson de forma casual, mientras determinaba la dispersión de un haz de partículas alfa a través de hojas de oro (muy delgadas). Esperaba encontrar una desviación pequeña de las partículas, como debía ocurrir si la masa estuviese bien repartida. Sus observaciones fueron:

• La mayoría de las partículas apenas se desviaban un grado (º).
• Unas pocas se desviaban más.
• Solo muy pocas retrocedían.

Las partículas que apenas se desviaban no encuentran al núcleo, las que se desviaban algo más pasaban cerca de él y las que rebotaban chocaban con él.

Fallos en la Teoría de Rutherford

La teoría de Rutherford presentaba los siguientes fallos:

1. Un electrón en movimiento circular alrededor del núcleo es un dipolo oscilante. Según las leyes de la teoría electromagnética, este oscilador emite energía en forma de ondas electromagnéticas, lo que le haría reducir el radio del giro hasta ser absorbido por el núcleo. Es decir, el modelo de Rutherford no podría existir.
2. Al aceptar como posible cualquier valor de la energía, no existe explicación a la existencia de espectros.

Modelo Cuántico de Bohr

Bohr explicó el espectro del Hidrógeno. Aplicó el modelo de Rutherford a la teoría cuántica de Planck.

Planck

Planck postuló que la energía no es divisible indefinidamente; existen últimas porciones de energía a las que llamó cuantos. Einstein generalizó y dijo que la luz está formada por cuantos de luz o fotones. La energía de un fotón depende de su frecuencia.

Postulados de Bohr

1. Desarrolló la mecánica cuántica (cada nivel de energía principal, n, tiene uno o más subniveles) para explicar los espectros de los átomos con más de un electrón.
2. Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas circulares: un electrón se mueve de forma caótica en un orbital (región del espacio donde hay probabilidad de encontrar al electrón).

El Neutrón

Moseley estudió los rayos X producidos por los elementos al someterlos a la acción de electrones de alta energía. Esto permitió deducir el número de protones presentes en cada átomo, llamado número atómico. Las consecuencias fueron:

1. Se ordenan los elementos en orden creciente de número atómico en la tabla periódica.
2. La masa que pesa el núcleo no concuerda con la masa del protón, por lo que hay otra partícula subatómica: el neutrón, con masa próxima, que ocupa el núcleo y contribuye en su masa.

Masa Isotópica

Es la masa de un isótopo determinado.

Masa Atómica

Representa el promedio de las masas isotópicas que componen el elemento en la naturaleza.

Características de una Onda Electromagnética

1. Amplitud: Desplazamiento máximo de un punto respecto de la posición del equilibrio.
2. Longitud de onda: Distancia entre dos puntos consecutivos (metro).
3. Frecuencia: Número de vibraciones por unidad de tiempo (Hz).
4. Periodo (T): Tiempo en dar una vibración completa (segundo).