El protón:La nueva radiación recibíó el nombre de rayos canales.Las carácterísticas de esta radición son las siguientes:
Está formada por partículas con carga positiva;Los rayos catódicos chocan con el gas enrarecido encerrado en el tubo y lo despojan de algún electrón.
El resto positivo que queda se mueve atraído por el cátodo hasta chocar con él, o bien lo atraviesa si se le practica algún orificio o canal.Esto explica que sean diferentes de un gas a otro.
La relación entre la carga y la masa es diferente según el gas empleado en el tubo;La razón Q/m de los rayos canales,originados cuando el gas era hidrógeno, resultó ser la mayor de las observadas.Al tratarse del átomo más ligero,si suponemos igualdad de carga,la carga positiva de la partícula debía de ser la menor de las aisladas hasta el momento…
Isótopos:Los átomos que forman un elemento no son iguales en todo,sino que puede haber átomos con las mismas propiedades químicas pero diferente masa.Estos átomos se denominan isótopos.
El neutrón
Esta nueva carácterística de los átomos,el número atómico,tuvo dos importantes consecuencias:Si se ordenan los elementos en orden creciente de número atómico,se eliminan las anomalías que aparecen en la Tabla Periodíca,basada en el orden creciente de masas atómicas.La masa isotópica determinada con el espectrógrafo de masas no concuerda con la masa de los protones que constituyen el número atómico.La masa del átomo debe explicarse de alguna otra forma.
Magnitudes atómicas
Así pues, cada átomo queda definido por dos carácterísticas;su número atómico y su número másico.El número atómico indica el número de protones del núcleo y determina el elemnto de que se trata.Se representa por la letra Z. El número másico;indica el número de nucleones,es decir,neutrones y protones,que componen el núcleo y determina el isótopo del elemento,se representa con la letra A. Llamamos espectro de emisión de un elemento a la radiación emitida por éste,en estado gaseoso,cuando se le comunica suficiente energía.
Teoría cuántica de Planck:Los cuerpos emiten o absorben la energía en forma de paquetes o cuantos de energía,la energía de cada cuanto se calcula mediante la expresió E=h v.
Efecto fotoeléctrico
Se produce si la frecuencia de la radiación es superior a una cierta frecuencia llamada frecuencia umbra,el valor de v0 depende del metal utilizado.Los electrones emitidos tienen una energía cinética que aumenta a medida que aumenta la frecuencia de la radiación.Al aumentar la intensidad de la radiación,no cambia la energía de los electrones emitidos,pero aumenta su número por unidad de tiempo.
Modelo atómico de Bohr
La energía del electrón dentro del átomo está cuantizada.Es decir,el electrón solo ocupa unas posiciones o estados estacionarios alrededor del núcleo con unos valores determinados de energía.El electrón se mueve siguiendo órbitas circulares alrededor del núcleo.Cada una de estas órbitas corresponde a un estado estacionario o nivel de energía permitido y se asocia con un número natural.Los niveles de energía permitidos al electrón son aquellos en los que su momento angular es múltiplo entero donde h es la constante de Planck.Solo se absorbe oemite energía cuando un electrón pasa de un nivel de energía a otro.Si llamamos Ei a la energía del nivel de partida y Ef a la energía del nivel de llegada, la variación de energía correspondiente y su frecuencia serán:
Limitaciones del modelo de Bohr:Al aumentar la resolución de los espectrógrafos se observó que algunas líneas del espectro eran en realidad dos.Al efectuar el espectro al mismo tiempo que se sometía la sustancia a un intenso campo magnético,se observó que algunas líneas espectrales se desdoblaban en varias.
Modelo mecánico-cuántico del átomo
Dualidad onda-partícula;En 1924 el físico francés L. De Broglie propuso que las partículas materiales tienen propiedades ondulatorias y que,por ello, toda partícula en movimiento lleva una onda asociada.Con la precisión de los aparatos actuales, estas ondas de materia sólo pueden detectarse en partículas subatómicas.
Principio de indeterminación
Este principio, enunciado por W.Heisenberg en 1927,establecíó que existe un límite en la precisión con que se pueden determinar simultáneamente la posición y la cantidad de mov. De una partícula.
Números cuánticos
El número cuántico principal,n,designa el nivel de energía.Puede asumir cualquier valor entero positivo.El primer nivel es el de menor energía y los siguientes,cada vez más alejados del núcleo,tienen energías mayores.El número cuántico del momento angular orbital,l,determina la forma del orbital y la energía dentro de cada nivel.Toma los valores comprendidos entre 0 y n-1,ambos inclusive.El número cuántico magnético,Ml,describe la orientación del orbital en el espacio y explica,entre otras cosas,el desdoblamiento de líneas espectrales al aplicar un campo magnético externo.Toma los valores comprendidos entre +l y -l.El número cuántico magnético del espín del electrón,Ms,nos da el valor de una propiedad intrínseca del electrón y de otras partículas elementales,el espín.Configuraciones electrónicas.
Principio de exclusión de Pauli
Dos electrones de un mismo átomo no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales.Así,en cada orbital sólo puede haber dos electrones,uno con espín+1/2y el otro -1/2.Los orbitales se llenan según sus energía relativas,empezando por los de menor energía.
Regla de Hund
Dos orbitales con los mismos números cuánticos n y l tienen la misma energía,para llenarlos,primero se coloca un electrón en cada orbital;a continuación,se completan con el segundo electrón.
Clasificación periódica de los elementos:
Cuando los elementos se colocan en orden creciente de su número atómico, tiene lugar una repetición periódica de muchas propiedades físicas y químicas de aquéllos.
Estructura electrónica y Tabla Periódica:
Los elementos de un mismo período tienen todos el mismo número de niveles electrónicos,completos o no.Este número coincide con el número del periodo.Los elementos de un mismo grupo presentan la misma estructura electrónica en su nivel más externo o capa de Valencia.
Radio Atómico
Dentro de un grupo, el radio atómico aumenta conforme crece el número atómico,al descender de un período a otro,aumenta el número de niveles electrónicos,lo que provoca un aumento del tamaño del átomo.Dentro de un periodo,el radio atómico aumenta conforme disminuye el numero atómico,cuando aumenta el número atómico,se incrementa la carga del núcleo manteniéndose constante el número de niveles electronic.
Radios iónicos
Cuando un átomo se ioniza,modifica su volumen.Si pierde electrones,se convierte en un catión y su radio disminuye.Si gana electrones,se convierte en un anión y su radio aumenta..
Energía de ionización
La energía involucrada en el proceso por el que un átomo neutro de un elementoX,en estado gas,cede un electrón de su nivel externo y se convierte en un ion monopositivoX+,también en estado gas,se denomina energía de ionización,l.Dentro de un grupo,la l suele aumentar al disminuir el número atómico,es decir, aumenta al subir en un grupo.Dentro de un período,por lo general, la l aumenta al aumentar el número atómico.Es decir aumenta al avanzar en el periodo.
Afinidad electrónica
La energía intercambiada en el proceso por el que un átomo neutro de un elementoX,en estado gas,recibe un electrón y se convierte en un ion mononegativoX-,también en estado gas,se denomina afinidad electrónica,A.Dentro de un grupo,la A aumenta al aumentar el número atómico.Dentro de un periodo,aunque con muchas excepciones,la A aumenta conforme disminuye el número atómico
..Electronegatividad
La electronegatividad de un elemento es la capacidad de un átomo de éste para atraer electrones de la molécula de la que forma parte.Dentro de un grupo,los átomos más electronegativos son los de menor número atómico,es decir los de menor tamaño.Dentro de un perído,los átomos más electronegativos son los de mayor número atómico,es decir los de menor tamaño.