Modelos Atómicos y Principios de Física Cuántica

Modelo Atómico de Bohr

El modelo atómico de Bohr tiene 3 postulados:

1. Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas circulares estacionarias (mientras orbitan no emiten ni absorben energía).
2. Las únicas órbitas permitidas son aquellas cuya energía posee unos determinados valores. Cuanto más alejada del núcleo esté la órbita, mayor será su energía.
3. Los electrones pueden pasar de una órbita a otra emitiendo o absorbiendo energía.

Fallos:

1. Solo explica átomos con un solo electrón.
2. No explica la formación de moléculas ni enlaces.
3. Supone que las órbitas son circulares. Sugirió que las órbitas podrían ser elípticas para explicar el desdoblamiento de las líneas espectrales.

Modelo Mecano Cuántico

Schrödinger propuso un modelo cuántico para el átomo de hidrógeno. Los postulados de este modelo son:

1. Los electrones solo pueden orbitar en determinados niveles energéticos.
2. El cambio entre distintos niveles energéticos se produce por la emisión o absorción de un fotón de energía.
3. Los niveles energéticos permitidos para el electrón vienen determinados por el valor de 4 números cuánticos.

Llamamos orbital atómico a la región del espacio donde la probabilidad de encontrar al electrón es mayor del 90 por ciento.

Modelo de Rutherford/Modelo Planetario

1. El átomo está formado por un núcleo de carga positiva que engloba casi la totalidad de la masa del átomo.
2. Alrededor del núcleo se encuentra la corteza electrónica donde los electrones orbitan en órbitas circulares alrededor del núcleo.
3. El átomo es prácticamente “hueco”, ocupando la corteza casi la totalidad de su espacio.

Incongruencias:

• Contradice las leyes clásicas del electromagnetismo, pues el electrón como partícula cargada en movimiento emitiría energía hasta caer sobre el núcleo.
• No explica los espectros atómicos.
• No explica la existencia de isótopos (átomos del mismo elemento químico con distinto número de neutrones).

Espectros Atómicos

Un espectro de una radiación electromagnética es el conjunto de radiaciones simples que la forman.

• f: Número de oscilaciones por segundo.
• T: Periodo, es el tiempo en completar un ciclo completo (s).
• y: Longitud de onda, distancia a la que se repite la oscilación (m).
• v: Velocidad de propagación.

Los espectros atómicos pueden ser:

• De emisión: Radiación emitida por un átomo en estado excitado.
• De absorción: Radiación emitida por un átomo cuando sus electrones pasan de un estado de menor energía a otro de mayor energía.

Los espectros sirven para diferenciar a los átomos, las líneas espectrales se corresponden con:

1. Suministros de energía a un electrón que pasará a una órbita más alejada que le corresponde una mayor energía.
2. Desprendimientos de energía cuando un electrón pasa a una órbita más cercana, que le corresponde una menor energía.

Principios de Física Cuántica

Max Planck descubrió que cuando un cuerpo emite o absorbe energía lo hace de manera discontinua “en pequeños paquetes” que llamó cuantos.

La energía de un cuanto viene dada por E = h x T

Albert Einstein llamó a estos cuantos fotones, cuya energía viene dada por la fórmula de Planck. Louis de Broglie propone su hipótesis de la Broglie que alude a la naturaleza dual de la materia: Toda partícula lleva asociada una onda de materia (a nivel microscópico).

Enlaces Intermoleculares

1. Enlace dipolo-dipolo: Se establece entre moléculas polares (se atraen).
2. Enlace dipolo instantáneo-dipolo inducido:
3. Enlace ion-dipolo: Se establece entre una sustancia iónica que se disuelve en disolvente polar (las sales son una sustancia iónica, tienen catión o anión).
4. Puente de hidrógeno: Enlace entre H y O átomos.

Propiedades Periódicas

• Radio atómico: Distancia entre el núcleo y la capa de valencia.
• Energía de ionización: Energía que hay que suministrar a un átomo aislado en estado gaseoso para arrancar un electrón de su capa de valencia.
• Afinidad electrónica: Mínima energía que cede un átomo en estado gaseoso cuando capta un electrón.
• Electronegatividad: Tendencia de un átomo a atraer los electrones de un enlace.
• Carácter metálico:

Escala de Pauling

• Diferencia de EN < 1,8: Enlace covalente.
• Diferencia de EN > 1,8: Enlace iónico.