49321213-Unidad-I-Equipo-II-Aula-703-Horario-11-12 (1)

8/3/2019 49321213-Unidad-I-Equipo-II-Aula-703-Horario-11-12 (1)

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INSTITUTO TECNOLOGICO DE ACAPULCO

QUMICA

UNIDAD I

TEORA CUNTICA Y ESTRUCTURAATMICA

EQUIPO II

SILVA VZQUEZ PATSY KARIME

MALDONADO GARCIA MARISOL

MOREYRA LVAREZ MIGUEL NGEL

LPEZ HERNNDEZ JESUS NOEL

VALLE TENANGO LUIS NGEL

PERALTA EROZA JULIO CESAR

VZQUEZ MORENO CARLOS EDUARDO

AULA: 703 HORARIO: 11:00-12:00


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NDICE

1.1 El tomo y sus partculas subatmicas .....................................................5

1.1.1 Rayos Catdicos y Rayos andicos ....................................................... 6

1.1.2 Radiactividad ...................................................................................... 8

1.2 Base experimental de la teora cuntica ................................................ 12

1.2.1 Teora ondulatoria de la luz .............................................................. 13

1.2.2 Radiacin del cuerpo negro y teora de Planck ................................. 15

1.2.3 Efecto fotoelctrico .......................................................................... 18

1.2.4 Espectros de emisin y series espectrales ......................................... 18

1.3 Teora atmica de Bohr ..........................................................................20

1.3.1 Teora atmica de Bohr-Sommerfeld ................................................. 21

1.4 Teora cuntica ....................................................................................... 23

1.4.1 Principio de dualidad. Postulado de De Broglie ................................ 24

1.4.2 Principio de incertidumbre de Heisenberg ....................................... 25

1.4.3 Ecuacin de onda de Schrdinger ...................................................... 26

1.4.3.1 Significado fsico de la funcin de onda ............................. 28

1.4.3.2 Nmeros cunticos y orbitales atmicos ................................. 29

1.5 Distribucin electrnica en sistemas polielectrnicos ...........................30


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1.5.1 Principio de Aufbau o de construccin .............................................. 31

1.5.2 Principio de exclusin de Pauli .......................................................... 32

1.5.3 Principio de mxima multiplicidad de Hund ...................................... 34

1.5.4 Configuracin electrnica de los elementos ...................................... 35

1.5.5 Principios de Radiactividad ................................................................ 40

1.6 Aplicaciones tecnolgicas de la emisin electrnica de los tomos ......41

Linkografia .................................................................................................... 44


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Este trabajo est dedicado a todas las personas

Que nos han precedido personas que han hecho

Que nuestras vidas hoy sean mejores y mas

Abundantes.


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1.1 El tomo y sus partculas subatmicas.

La palabra tomo proviene del idioma griego y significano divisible o indivisible porlo queel tomo seconsideraralaparticularms pequea de lamateria queno se puede dividir.Esteconcepto fue inventado porDemcrito enel 400 a.c. y enaquella poca se crea que el tomo era efectivamente lapartculams pequea posible delamateria (lo cualno es ciertoya que hay partculas subatmicas)

En los tomos se reconoce laexistencia de partculas concargaelctrica

negativa, llamados electrones, los cuales giranen diversas "rbitas" o niveles deenerga,alrededor deunncleo centralconcargaelctrica positiva. El tomo ensu conjunto y sin la presencia de perturbaciones externas es elctricamenteneutro.

Centro delncleo seencuentran otras partculas,los protones, que poseencargaelctrica positiva, y los neutrones queno poseencargaelctrica. As puesdentro del tomo encontramos:

EL ELECTRN: Es una partcula elemental con carga elctrica negativaiguala 1,602 x 10-19 Coulomb y masaiguala 9,1083 x 10-28 g, que seencuentraformando parte delos tomos de todos los elementos

EL NEUTRN: Es una partculaelementalelctricamente neutra y masaligeramente superior a la del protn, que se encuentra formando parte de lostomos de todos los elementos

EL PROTN: Es una partculaelementalconcargaelctrica positivaiguala1,602 x 10-19 Coulomb y cuyamasaes 1837 veces mayorquela delelectrn. Lamisma seencuentraformando parte delos tomos de todos los elementos.

En un tomo de un elemento cualquiera se tiene lamisma cantidad deprotones y deelectrones. Estacantidad recibeelnombre denmero atmico, y sedesigna porlaletra "Z".

A la cantidad total de protones ms neutrones presentes en un ncleoatmico se denominanmero msico y se designa porlaletra "A".


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Si designamos por "X" a un elemento qumico cualquiera, su nmeroatmico y msico serepresenta porla siguiente simbologa:

A

X

z

Porejemplo, paraelSodio tenemos:

As el nmero de neutrones resulta de la ecuacinneutrones (n) = A - Z

1.1.1 Rayos Catdicos y RayosAndicos.

Rayos catdicos:

Los rayos catdicos se descubrieronmediante,unexperimento mediantelo

que se llamo tubo de descarga, un tubo hermtico donde se encierra un gasenrarecido, y dos electrodos en los extremos,ctodos (-) y nodo (+),unidos auna corriente alto voltaje. El paso de corriente iba acompaado de unaluminiscenteenelextremo opuesto alctodo.

Esteexperimento demostr laexistencia de los rayos catdicos y que sealejaban delctodo enlnearecta ya queen lla parte del nodo sereflejabaunaluz. Poreso se supo queeran denaturalezanegativa.


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Si se introduceenuncampo magntico unctodo, todo ello dentro deuntubo hermtico donde seintroduceun gas enrarecido,laluz delos rayos catdicosse diriga hacia la placa positiva delcampo magntico, por lo que secomprob

que secomportabancomo unacorrienteelctrica decarganegativa.A partir del descubrimiento de los rayos catdicos J.J. Thomson llega la

conclusin de que las partculas de los rayos catdicos deban de ser partculasconstituyentes fundamentales de todalamateria:

Los electrones

Carganegativa

Lamasa delelectrnes minscula, poreso se dacomo inexistente.

Rayos canales o rayos andicos:

Elfsico E. Goltein paraestudiarelfenmeno del tubo de descargauso unctodo perforado eintrodujo H2 gas enrarecido. Esto produjo unaradiacin que se

reflejaba detrs del ctodo lo indicaba que procedan del nodo. A estasradiaciones las llamrayos canales o rayos andicos.

Esteexperimento demostrlaexistencia delos rayos canales, y que tienenunanaturaleza positiva ya que salen del nodo.

Si se introduceenuncampo magntico un nodo, todo ello dentro deuntubo hermtico donde seintroduceun gas enrarecido,laluz delos rayos catdicos


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se diriga hacia la placanegativa delcampo magntico, por lo que secomprobque secomportabancomo unacorrienteelctrica decarga positiva.

Las partculas de los rayos andicos deban de ser otras partculasconstituyentes fundamentales de toda la materia, y esa partcula distinta delelectrncoincidaconelncleo del H2 queerael gas que seencontraba dentrodel tubo de descarga,esa partculaes l:

Protn

Carga positiva

Masa 1840 veces mayorquela delelectrn, sumasaes de 1 u.m.a

1.1.2 Radiactividad

Radioactividad natural:

Fueunacasualidad que hizo que Becquerel que tenauna placafotogrficaenuncajn sele vel y se pregunt porqu?,crey que se debaa que tenaunmetal queemitaunas radiaciones penetrantes.

Hizo ensayos conuranio en fri,caliente, pulverizado disuelto en cido ycomprob quelaintensidad delareaccines siemprelamisma.

Laradioactividad no depende delaformafsica delcuerpo radioactivo sinoque es una cualidad que radicaen el interior del cuerpo, solo se origina en elncleo del tomo,lacausa que secree que ocurrees,larelacinentreelnmerode protones y neutrones delncleo.

Los ncleos estables la relacinentrenumero de protones y deneutroneses ms o menos 1, pero enlos radioactivos puedellegara 1,6.

Posteriormente a Becquerel los esposos Curie descubrieron otros doselementos ms radioactivos que leuranio,el polonio y el radio, seconoceen laactualidad ms de 100 istopos radioactivo naturales, son pesados conelnumeroatmico elevado (+80).

Los objetos radiactivos emitenradiaciones: alfa (),beta (), gamma ().


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Partculas ALF A: son partculas de helio, son denaturaleza positiva y sedesplazanallado negativo.

No traspasanuna hoja de papel o la piel, suexcesivo tamao hace que suvelocidad seamenorquelas otras aligual que su penetracin.

Partculas BETA: sonelectrones, tienenmasa 0 y carga -1,muchamenosmasa que las partculas alfa y mucho ms rpidas y conmucho mayor poderdepenetracin porla desintegracin delos neutrones.

Radiaciones GAMMA: es una ondaelectromagntica,es como la luz peroconmenor longitud de onda,no tienecarga, se propagaala velocidad dela luz,tienela quems poderde penetracin tiene.

Leyes de Soddy y Faja

ns o de la desi

ntegraci

nradiactiva:

Cuando unncleo radiactivo emiteuna partculaalfa seconvierteenunncleo conunamasa y unnmero atmico de 2 unidades menor.

Cuando unncleo radiactivo emiteunaradiacinbeta se transformaenunncleo distinto que tienelamismamasa y elnmero atmico aumentaen 1.

Cuando unncleo radiactivo emiteradiacin gammano alteranimasanicarga.


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Periodo de semidesintegracin de un cuerpo radiactivo

Es el tiempo necesario para que el nmero atmico radiactivo de una

muestra se reduzcaa lamitad,cambia deunos elementos a otros,unos tardandas o aos otros segundos.Serepresentaconlaletra T.

Vida media

Sellama vidamedia deuncuerpo radiactivo alamedia dela vida de todoslos tomos presentes enmuestra se obtiene sumando todas las vidas y dividiendopor el nmero de tomos radiactivos presentes en el momento inicial. Serepresentacon T'.

Actividad radiactiva

Es elnmero de desintegracin queexperimentaunelemento porsegundo.Launidad delaactividad radiactivaes elcurie.

Radioactividad artificial:

Se produce el bombardear ciertos ncleos estables con partculasapropiada, si la energa de estas partculas tiene un valor adecuado, penetran

dentro delncleo, lo bombardean y formanunnuevo ncleo queencaso de serinestable se desintegra radiactivamente deestemodo se origina la radiactividadartificial.

La descubrilos esposos Joliot"Curie,albombardearaluminio y elboro conpartculas alfa:

No siempre que se lleva acabo se consigue un istopo radiactivo. Esfrecuentecambiarunncleo por otro cuando se produceelbombardeo se llamadesintegracin o transmutacin atmica la primera la obtuvo Rutherford albombardear:


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Paraconseguirquelas partculas que seusan parabombardearpenetrenalncleo tienen que tenerunaenergaelevada porque han de salvar los camposelctricos que posenlos electrones delacorteza y los protones delncleo.

Seusan: deuterios,neutrones (normalmente),electrones, protones, partculas alfa.

Fisinnuclear

Consisteenromperunncleo pesado en otros ms ligeros ala vez que seliberaneutrones y grandes cantidades deenerga, paraello hay quebombardearelncleo, seusaelneutrn.

A comienzos del siglo XX dos qumicos alemanes rompieronelncleo deU235 albombardearlo conneutrones y serompeenbario, kriptn, 3 neutrones y

grandes cantidades deenerga, produciendo una reaccinencadena,enella seproduceuna prdida demasa quees la que se transformaenenerga deacuerdoconlaformula de Einstein.

Para que se produzca una reaccin en cadena tiene que haber ciertoequilibrio enelconjunto de tomos fusionables porlo quees necesario unamasamnima quees lamasacrtica.

Laenormecantidad deenerga que se obtiene seaprovecha parreactoresnucleares que se usan hoy en las centrales nucleares para producir energa

elctrica. Pero a la vez que seusa parabarcas, centrales tambin seusamal,como la bomba atmica (Bomba A). En Nagasaki e Hiroshima al explotar latemperatura subiamillones y la presin tambinamillones, luego esta intentbajar y creunabarrea de presin que destruy todo a su paso para igualar lapresinnormal.

Fusin Nuclear

Consiste en la unin de ncleos ligeros para crear otros ms pesadosmientras se desprenden grandes cantidades deenerga, desprendenms energa

quela defisin.Seusael tritio y el deuterio paraformar helio, pero senecesitanmuchaenerga parafusionarse,cosa queenel soles algo normal. Puede serbieno malusada.Si seutilizabien podraconvertirseenlaenerga delfuturo,anesalgo desconocida, pero si seusamal se puede hacerla Bomba H,ms peligrosaque la A. Laenerga semideen Megatones quees laenerga que liberaen suexplosinunmilln de toneladas de trinitrotolueno, tambinen kilotones.


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1.2 Base experimental de la Teora Cuntica.

Teora cuntica, teora fsica basada en la utilizacin del concepto deunidad cuntica para describir las propiedades dinmicas de las partculassubatmicas y las interacciones entre lamateria y la radiacin. Las bases de lateorafueron sentadas porelfsico alemn Max Planck, queen 1900 postul quelamateria slo puedeemitir o absorberenergaen pequeas unidades discretasllamadas cuantos. Otracontribucin fundamentalal desarrollo de la teora fueelprincipio de incertidumbre, formulado porel fsico alemn Werner Heisenberg en1927, y queafirma queno es posibleespecificarconexactitud simultneamentelaposicin y elmomento lineal deuna partcula subatmica.

La teoracuntica fue primeramente introducida porPlanck,en 1900. MaxPlanck, (1858 1947) nacido en Kiel, Alemania el 23 de abril de 1858. Es elpadre de la cuntica. Planck dedujo la hiptesis de la discontinuidad de laenerga y enelao de 1900 Planck descubrelos cuantos y formulala teora queloharafamoso, y que daranacimiento auncampo desconocido hastaentonces,laMecnica Cuntica, la cual da una nueva y muy especial forma de ver losfenmenos fsicos. Gracias a sus esfuerzos, y muy merecidamente, Planck recibiel premio Nobel deFsicaen 1918. Max Planck muereel 4 de octubre de 1947.

Planck retom la teora defendida hace tiempo porNewton, lacualeneseentonces yano tena validezalguna. Newtonconsiderabaalaluzcomo un haz decorpsculos que se propagabanenlnearecta,alaparecerla teora ondulatoria deHuygens (1678),la teora delos corpsculos de Newton se vio destruida, pero eraretomadanuevamente porPlanck en 1900.

La teoracunticabsicamentenos dice quelaluzno llega deunamaneracontinua, sino queest compuesta porpequeos paquetes deenerga,alos quellamamos cuantos. Estos cuantos deenerga sellamanfotones. Todaluz quenosllega viene porpequeos paquetes,no es continua.

Los fotones son las partculas fundamentales de la luz, as como loselectrones sonlas partculas fundamentales delamateria,estaanalogaes la quesirvi para realizar el descubrimiento del carcter cuntico de la luz. Por estamismaanaloga,aos despus, de Broglie desarrollla teora queformula quelamateria tambin tiene un carcter ondulatorio. La carga elctrica y la energatienenunaestructura granular (est formada porcuantos),aligual quelamateria.


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La teora cuntica ha servido para demostrar los fenmenos que no sepudieronexplicarcon la teora ondulatoria de la luz, pero hay fenmenos quenopueden serexplicados con la teora cuntica, y adems hay ciertos fenmenos

que pueden serexplicados porambas teoras.1.2.1 Teora ondulatoria de la luz.

Propugnada por Christian Huygens enelao 1678, describe y explica loque hoy seconsideracomo leyes dereflexin y refraccin. Definealaluzcomo unmovimiento ondulatorio semejanteal que se produceconel sonido. Ahora,comolos fsicos de la poca consideraban que todas las ondas requeran de algnmedio quelas transportaranenel vaco, paralas ondas lumnicas se postulacomo

medio aunamateriainsustancialeinvisiblealacual selellam ter(cuestin quees tratada conmayores detalles en la separata 4.03 de estemismo captulo).Justamente la presencia del ter fueel principalmedio cuestionador de la teoraondulatoria. En ello, es necesario equiparar las vibraciones luminosas con laselsticas transversales de los slidos sin que se transmitan, por lo tanto,vibraciones longitudinales. Aques donde se presenta lamayorcontradiccinencuanto a la presencia del ter como medio de transporte de ondas, ya que serequerira que ste reuniera alguna caracterstica slida pero que a su vez noopusiera resistencia al libre trnsito de los cuerpos slidos. (Las ondastransversales slo se propagana travs demedios slidos.)

En aquella poca, la teora de Huygens no fue muy considerada,fundamentalmente por el prestigio que alcanz Newton. Pasms de un siglopara que fuera tomada en cuenta la Teora Ondulatoria de la luz. Losexperimentos del mdico ingls Thomas Young sobre los fenmenos deinterferencias luminosas, y los del fsico francs Auguste JeanFresnel sobre ladifraccin fueron decisivos para queello ocurriera y se colocara en la tabla deestudios de los fsicos sobre la luz, la propuesta realizada en el siglo XVII porHuygens.

Young demostrexperimentalmenteel hecho paradjico que se dabaenlateora corpuscular de que la suma de dos fuentes luminosas pueden producirmenos luminosidad que por separado. En una pantalla negra practica dosminsculos agujeros muy prximos entre s: alacercarla pantallaal ojo,laluz deun pequeo y distantefoco apareceenforma deanillos alternativamentebrillantesy oscuros. Cmo explicarelefecto deambos agujeros que por separado daranun campo iluminado, y combinados producen sombra en ciertas zonas? Young


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logra explicar que la alternancia de las franjas por la imagen de las ondasacuticas.Silas ondas suman sus crestas hallndoseenconcordancia defase,lavibracin resultante ser intensa. Por el contrario, si la cresta de una onda

coincideconel valle dela otra,la vibracinresultante ser nula. Deduccin simpleimputada a una interferencia y se embriona la idea de la luz como estadovibratorio deunamateriainsustancialeinvisible,el ter,alcual seleresucita.

Ahorabien,lacolaboracin de AugusteFresnel paraelrescate dela teoraondulatoria de la luzestuvo dada porelaportematemtico que le dio rigora lasideas propuestas porYoung y laexplicacin que present sobreelfenmeno delapolarizacin al transformar elmovimiento ondulatorio longitudinal, supuesto porHuygens y ratificado por Young, quien crea que las vibraciones luminosas seefectuaban en direccin paralela a la propagacin de la onda luminosa, en

transversales. Pero aqu, y pesealas sagaces explicaciones queincluso rayanenlas adivinanzas dadas porFresnel, inmediatamente queda presentadauna grancontradiccinaesta doctrina, ya queno es posible que se pueda propagarenelterlaluz pormedio de ondas transversales, debido a que stas slo se propaganenmedios slidos.

En su trabajo,Fresnelexplicaunamultiplicidad defenmenos manifestadospor la luz polarizada. Observa que dos rayos polarizados ubicados enunmismoplano se interfieren, pero no lo hacen si estn polarizados entre s cuando seencuentran perpendicularmente. Este descubrimiento lo invitaa pensarqueenun

rayo polarizado debe ocurrir algo perpendicularmente en direccin a lapropagacin y establece queesealgo no puede serms que la propia vibracin

luminosa. La conclusin se impone: las vibraciones en la luz no pueden serlongitudinales,como Young lo propusiera, sino perpendiculares a la direccin depropagacin, transversales.

Las distintas investigaciones y estudios que se realizaron sobre lanaturaleza de la luz, en la poca en que nos encontramos de lo que vatranscurrido delrelato,engendraronaspiraciones demayores conocimientos sobrelaluz. Entreellas, seencuentrala delograrmedirla velocidad delaluzconmayor

exactitud que la permitida por las observaciones astronmicas. HippolyteFizeau(1819- 1896) concretel proyecto en 1849 conunclsico experimento. Al hacer

pasar la luzreflejada por dos espejos entre los intersticios deuna rueda girandorpidamente, determinla velocidad que podra tenerlaluzen su trayectoria, queestim aproximadamente en 300.000 km./s. Despus deFizeau, lo sigui LenFoucault (1819 1868) almedirla velocidad de propagacin delaluza travs delagua. Ello fue de gran inters, ya que iba a servir de criterio entre la teora


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corpuscular y la ondulatoria. La primera, como sealamos, requera que lavelocidad fuesemayor en el agua que en el aire; lo contrario exiga, pues, lasegunda. En sus experimentos, Foucault logr comprobar, en 1851, que la

velocidad de la luz

cuando transcurre porelaguaes inferiora la que desarrollacuando transita por el aire. Con ello, la teora ondulatoria adquiere ciertapreeminencia sobre lacorpuscular, y pavimentaelcamino hacia la gran sntesisrealizada porMaxwell.

1.2.2 Radiacin del cuerpo negro y teora de Planck.

Uncuerpo negro es un objeto terico o ideal queabsorbe todalaluz y todalaenergaradiante queincide sobre l. Nada delaradiacinincidente serefleja o

pasaa travs delcuerpo negro. A pesarde sunombre,elcuerpo negro emiteluz yconstituye un modelo ideal fsico para el estudio de la emisin de radiacinelectromagntica. Elnombre Cuerpo negro fueintroducido porGustav Kirchhoffen1862. Laluzemitida poruncuerpo negro se denominaradiacin decuerpo negro.

Todo cuerpo emiteenergaen forma de ondas electromagnticas, siendoesta radiacin, que seemite incluso enel vaco, tanto ms intensacuando mselevadaes la temperatura delemisor. Laenergaradianteemitida poruncuerpo atemperaturaambientees escasa y correspondealongitudes de onda superiores alas de la luz visible (es decir, demenor frecuencia). Alelevar la temperaturano

slo aumentalaenergaemitida sino quelo hacealongitudes de ondams cortas;aesto se debeelcambio decolor deuncuerpo cuando secalienta. Los cuerposno emitenconigualintensidad a todas las frecuencias o longitudes de onda, sinoque siguenlaley de Planck.

A igualdad de temperatura, la energa emitida depende tambin de lanaturaleza dela superficie;as,una superficiemate o negra tieneun poderemisormayor que una superficie brillante. As, la energa emitida por un filamento decarbn incandescente es mayor que la de un filamento de platino a lamismatemperatura. Laley de Kirchhoffestablece queuncuerpo quees buenemisordeenergaes tambinbuenabsorbente de dichaenerga. As, los cuerpos decolornegro sonbuenos absorbentes y elcuerpo negro es uncuerpo ideal,no existenteenlanaturaleza, queabsorbe todalaenerga.

Teora de Planck


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En 1900 emiti una hiptesis que interpretaba los resultadosexperimentales satisfactoriamentecomo los cuerpos captaban o emitanenerga.Segn Planck,laenergaemitida o captada poruncuerpo enforma deradiacin

electromagnticaes siempreunmltiplo delaconstante h,llamada posteriormenteconstante de Planck porlafrecuencia v delaradiacin.

=nhv

h=6,62 1034 Js,constante de Planck

v=frecuencia delaradiacin

A hv lellamcuanto deenerga.Queuncuanto seams energtico que otro

depender de sufrecuencia.

l terminar.

Max Planck y la teora cuntica

Fue premiado conel Nobel y considerado elcreador dela teoracuntica.Albert Einstein dijo: Eraun hombrea quienlefue dado aportaralmundo una granideacreadora. Deesaideacreadoranacilafsicamoderna.

Planck estudi en las universidades de Munich y Berln. Fue nombrado

profesor de fsicaen la Universidad de Kielen 1885, y desde 1889 hasta 1928ocupelmismo cargo enla Universidad de Berln. En 1900 Planck formul quelaenerga seradiaenunidades pequeas separadas denominadas cuantos.

Avanzando en el desarrollo de esta teora, descubri una constante denaturalezauniversal que seconocecomo laconstante de Planck. Laley de Planckestablece que laenerga decadacuanto es iguala la frecuencia de laradiacinmultiplicada por la constante universal. Sus descubrimientos, sin embargo, noinvalidaronla teora de quelaradiacin se propagaba porondas. Los fsicos enlaactualidad creen que la radiacinelectromagntica combina las propiedades de

las ondas y delas partculas.

Los descubrimientos de Planck, que fueron verificados posteriormente porotros cientficos,fueronelnacimiento deuncampo totalmentenuevo delafsica,conocido como mecnica cuntica y proporcionaron los cimientos para lainvestigacinen campos como el de laenergaatmica. Reconocien 1905 la


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importancia de las ideas sobre lacuantificacin de laradiacinelectromagnticaexpuestas porAlbert Einstein,con quiencolaboralo largo de sucarrera.

El propio Planck nunca avanz una interpretacin significativa de sus

quantums. En 1905 Einstein,basndoseenel trabajo de Planck, public su teorasobre el fenmeno conocido como efecto fotoelctrico. Dados los clculos dePlanck, Einstein demostr que las partculas cargadas absorban y emitanenergas en cuantos finitos queeran proporcionales a la frecuencia de la luz oradiacin. En 1930,los principios cunticos formaranlos fundamentos delanuevafsica.

Planck recibimuchos premios,especialmente,el Premio Nobel deFsica,en 1918. En 1930 Planck fueelegido presidente delaSociedad KaiserGuillermoparael Progreso dela Ciencia,la principalasociacin decientficos alemanes, que

despus sellamSociedad Max Planck.Sus crticas abiertas alrgimennazi quehaballegado al poderen Alemaniaen 1933 leforzaronaabandonarlaSociedad,dela que volvia sersu presidentealacabarla II Guerra Mundial. La oposicin deMax Planck alrgimennazi,lo enfrentcon Hitler. En varias ocasiones intercediporsus colegas judos anteelrgimennazi.

Max Planck sufrimuchas tragedias personales despus de laedad de 50aos. En 1909, su primera esposamuri despus de 22 aos dematrimonio,dejando dos hijos y dos hijas gemelas. Su hijo mayor muri en el frente decombateen la Primera Guerra Mundialen 1916; sus dos hijas murieron de parto.

Durante laSegunda Guerra Mundial, sucasaen Berln fue destruida totalmentepor las bombas en 1944 y su hijo ms joven, Erwin,fue implicado en la tentativacontra la vida de Hitler que seefectuel 20 dejulio de 1944 imuri de formahorribleenmanos dela Gestapo en 1945.

Todo estecmulo deadversidades,aseguraba su discpulo Max von Laue,las soport sinuna queja. Al finalizar la guerra, Planck, su segundaesposa y elhijo de sta, se trasladarona Gttingen donde lmuria los 90 aos,el 4 deoctubre de 1947.

Max Planck hizo descubrimientos brillantes en la fsica querevolucionaronla manera de pensar sobre los procesos atmicos y subatmicos. Su trabajoterico fue respetado extensamente por sus colegas cientficos. Entre sus obrasms importantes se encuentran Introduccin a la fsica terica (5 volmenes,19321933) y Filosofa delafsica (1936).


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1.2.3 Efecto Fotoelctrico.

Elefecto fotoelctrico consisteen laemisin deelectrones porunmaterialcuando se hace incidir sobre l radiacin electromagntica (luz visible oultravioleta,en general).

Elefecto fotoelctrico fue descubierto y descrito porHeinrich Hertzen 1887,al observar queelarco que saltaentre dos electrodos conectados aalta tensinalcanza distancias mayores cuando seiluminacon luzultravioleta quecuando sedejaen la oscuridad. Laexplicacin terica fue hecha por Albert Einstein, quienpublic en 1905 el revolucionario artculo Heurstica de la generacin yconversin de la luz, basando su formulacin de la fotoelectricidad en una

extensin del trabajo sobrelos cuantos de Max Planck. Ms tarde Robert AndrewsMillikan pas diezaos experimentando para demostrarque la teora de Einsteinno eracorrecta, parafinalmenteconcluir que slo era. Eso permiti que Einstein yMillikan fueran condecorados con premios Nobel en 1921 y 1923,respectivamente.

1.2.4 Espectros de emisin y series espectrales.

El espectro de emisin atmica de un elemento es un conjunto de

frecuencias delas ondas electromagnticas emitidas portomos deeseelemento,enestado gaseoso, cuando se le comunicaenerga. Elespectro deemisin decadaelemento es nico y puede serusado para determinar sieseelemento esparte de un compuesto desconocido. Si colocamos un tubo con hidrgenocalentado aalta temperatura,esto produce queemitaradiaciones, y cuando stasse hacen pasar a travs de un prisma de cuarzo se refractan, y se desvan.Cuando salen del prisma, las radiaciones seencuentran separadas en la placadetectora.

Las caractersticas delespectro deemisin de algunos elementos son

claramente visibles a ojo descubiertocuando estos elementos soncalentados.Por ejemplo, cuando un alambre deplatino es baado en una solucin denitrato de estroncio y despus esintroducido enuna llama, los tomos deestroncio emiten color rojo. De manera


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similar, cuando el cobre es introducido en una llama, sta se convierte en luzverde. Estas caracterizaciones determinadas permiten identificar los elementosmediante suespectro deemisinatmica.

Lneas Espectrales es unalnea oscura o brillanteenunespectro uniformey continuo, resultado de un exceso o una carencia de fotones en un estrechorango defrecuencias,comparado conlas frecuencias cercanas. Cuando existeunexceso de fotones se habla deuna lnea deemisin. Enel caso deexistiruna

carencia defotones, se habla deuna lnea de absorcin. Elestudio delas lneas espectrales

permite realizar un anlisisqumico de cuerpos lejanos,

siendo laespectroscopiauno delos mtodos fundamentalesusados enlaastrofsica,aunquees utilizada tambin en el

estudio dela Tierra. Las lneas espectrales sonelresultado delainteraccinentreun sistema cuntico por lo general, tomos, pero algunas veces molculas oncleos atmicos y fotones. Cuando unfotn tieneunaenergamuy cercanaalanecesaria paracambiarelestado deenerga del sistema (enelcaso del tomoelcambio deestado deenerga seraunelectrncambiando de orbital),elfotnesabsorbido. Tiempo despus, ser remitido, ya seaen lamisma frecuencia o

longitud de onda1 que originalmente tena, o enforma decascada,es decirunaserie defotones de diferentefrecuencia. La direccinenla queelnuevo fotn serremitido estar relacionadaconla direccin de dnde provino elfotn original.

Dependiendo del tipo de gas,lafuenteluminosa y lo quearribeal detector,se pueden producir dos tipos de lneas: deemisin o deabsorcin.Siel gas seencuentraentreel detectory lafuente deluz lacual, porlo general, se tratar deunafuenteconespectro continuo, de talforma queel detectorpueda observarelespectro tanto del gas como de la fuente, se observar una disminucin de laintensidad de la luzen la frecuencia del fotn incidente, debido a que lamayor

parte delos fotones reemitidos saldrnen direcciones diferentes alas que poseanlos fotones originales. Enestecaso se observar unalnea deabsorcin. Porotrolado, siel detectores capaz de observarel gas, pero no puede ver la fuente deluz, se observarn solamente los fotones reemitidos, resultando en lneas deemisin.


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La posicin delas lneas espectrales depende del tomo o molcula quelasproduzca. Debido alo anterior,estas lneas son de granutilidad paraidentificarlacomposicin qumica decualquiermedio que permita pasar la luza travs de l.

Varios elementos qumicos se han descubierto gracias alaespectroscopia. Entrealgunos de stos estnel helio,el talio y elcerio. Las lneas espectrales tambindependen de las condiciones fsicas del gas. Por esta razn, son comnmenteutilizadas para determinar las caractersticas fsicas,adems de la composicinqumica, deestrellas y otros cuerpos celestes, para los cuales no existeningnotro mtodo deanlisis.

1.3 Teora atmica de Bohr

Elmodelo atmico de Bohro de Bohr-Rutherford es unmodelo cuantizadodel tomo propuesto en 1913 porel fsico dans Niels Bohr, paraexplicarcmo

los electrones pueden tenerrbitas estables alrededordelncleo. Como todos losmodelos,no pretenden serlarealidad sino describiruna porcin deella.

Bohr se bas en el tomo dehidrgeno para realizar el modelo quelleva sunombre. Bohr intentaba realizarunmodelo atmico capaz deexplicar laestabilidad de lamateria y los espectros

deemisin y absorcin discretos que seobservan en los gases. Describi eltomo de hidrgeno conun protnenelncleo, y girando a su alrededor unelectrn. El modelo atmico de Bohrparta conceptualmente del modeloatmico de Rutherford y de lasincipientes ideas sobrecuantizacin que

haban surgido unos aos antes con las investigaciones de Max Planck y AlbertEinstein. Debido a su simplicidad el modelo de Bohr es todava utilizado

frecuentementecomo una simplificacin delaestructura delamateria.

En este modelo los electrones giran en rbitas circulares alrededor delncleo, ocupando la rbita demenor energa posible, o la rbitams cercanaposible al ncleo. El electromagnetismo clsico predeca que una partculacargadamovindose de formacircularemitiraenerga por lo que los electronesdeberan colapsar sobreelncleo enbreves instantes de tiempo. Para superar


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este problema Bohr supuso que los electrones solamente se podanmover enrbitas especficas,cadauna de las cuales caracterizada por sunivelenergtico.Cadarbita puedeentonces identificarsemedianteunnmero entero n que toma

valores desde 1 en adelante. Este nmero "n" recibe el nombre de NmeroCuntico Principal.

Bohr supuso adems que elmomento angular de cada electrn estabacuantizado y slo poda variarenfracciones enteras delaconstante de Planck. Deacuerdo alnmero cuntico principalcalcullas distancias alas cuales se hallabadelncleo cadauna delas rbitas permitidas enel tomo de hidrgeno.

Estos niveles enun principio estabanclasificados porletras queempezabanen la "K" y terminaban en la "Q". Posteriormente los niveles electrnicos seordenaron por nmeros. Cada rbita tiene electrones con distintos niveles deenerga obtenida que despus se tiene queliberar y poresaraznelelectrn vasaltando de una rbita a otra hasta llegar a una que tenga el espacio y niveladecuado, dependiendo delaenerga que posea, paraliberarse sin problema y denuevo volvera surbita de origen.

Sin embargo no explicaba el espectro de estructura fina que podra serexplicado algunos aos ms tarde gracias almodelo atmico de Sommerfeld.Histricamente el desarrollo delmodelo atmico de Bohrjunto con la dualidadonda-corpsculo permitiraa ErwinSchrdingerdescubrirlaecuacinfundamentaldelamecnicacuntica.

1.3.1 Teora atmica de Bohr-Sommerfeld.

Elmodelo atmico deSommerfeld es unmodelo atmico hecho porelfsicoalemn Arnold Sommerfeld (1868-1951) quebsicamentees una generalizacinrelativista delmodelo atmico de Bohr(1913).

y Insuficiencias delmodelo de Bohr

El modelo atmico de Bohr funcionaba muy bien para el tomo dehidrgeno, sin embargo, en los espectros realizados para tomos de otroselementos se observaba que electrones de un mismo nivel energtico tenandistintaenerga,mostrando quealgo andabamalenelmodelo.Suconclusinfueque dentro deunmismo nivelenergtico existan subniveles,es decir,energasligeramente diferentes paraunnivelenergtico dado.


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Adems desdeel punto de vista terico,Sommerfeld habaencontrado queen ciertos tomos las velocidades de los electrones alcanzaban una fraccinapreciable de la velocidad de la luz. Sommerfeld estudi la cuestin para

electrones relativistas.y Caractersticas delmodelo

En 1916,Sommerfeld perfeccion elmodelo atmico de Bohr intentandopaliarlos dos principales defectos de ste. Paraeso introdujo dos modificacionesbsicas: rbitas casi-elpticas paralos electrones y velocidades relativistas. Enelmodelo de Bohrlos electrones slo girabanenrbitas circulares. Laexcentricidadde larbita dio lugaraunnuevo nmero cuntico: elnmero cuntico azimutal,que determina la forma de los orbitales, se lo representa con la letra l y tomavalores que van desde 0 hastan-1. Las rbitas con:

l = 0 se denominaran posteriormente orbitales s o sharp

l = 1 se denominaran p o principal.

l = 2 se denominaran d o diffuse.

l = 3 se denominaranfo fundamental.

Para hacer coincidir las frecuencias calculadas con las experimentales,Sommerfeld postul queelncleo del tomo no permaneceinmvil, sino que tanto

elncleo como elelectrn semuevenalrededordelcentro demasas del sistema,queestar situado muy prximo alncleo al teneresteunamasa varios miles deveces superioralamasa delelectrn.

Paraexplicarel desdoblamiento de las lneas espectrales, observando alemplearespectroscopios demejorcalidad,Sommerfeld supone quelas rbitas delelectrn pueden sercirculares y elpticas. Introduceelnmero cuntico secundarioo azimutal,enlaactualidad llamado l, que tienelos valores 0, 1, 2,(n-1),eindica

elmomento angulardelelectrnenlarbitaenunidades de , determinando lossubniveles deenergaencadanivelcuntico y laexcentricidad delarbita.

y Resumen

En 1916, Arnold Sommerfeld, con la ayuda de la relatividad de AlbertEinstein, hizo las siguientes modificaciones almodelo de Bohr:


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Los electrones se mueven alrededor del ncleo en rbitas circulares oelpticas.

A partir del segundo nivelenergtico existen dos o ms subniveles enelmismo nivel. Elelectrnes unacorrienteelctricaminscula.

Enconsecuenciaelmodelo atmico deSommerfeld es una generalizacindelmodelo atmico de Bohr desdeel punto de vista relativista,aunqueno pudodemostrar las formas deemisin de las rbitas elpticas, solo descart su formacircular.

1.4 Teora Cuntica

Cuando un cuerpo es calentado emite radiacin electromagntica en unamplio rango defrecuencias.

Elcuerpo negro (ideal) es aquel queadems absorbe todalaradiacin quellega a l sin reflejarla, de tal forma que slo emite la correspondiente a sutemperatura.

A fines del siglo XIX fue posiblemedirlaradiacin deuncuerpo negro conmucha precisin. Laintensidad deestaradiacin puedeen principio sercalculadautilizando las leyes delelectromagnetismo. El problema de principios del siglo XXconsista en que si bien el espectro terico y los resultados experimentalescoincidan parabajas frecuencias (infrarrojo),estos diferan radicalmenteaaltasfrecuencias. Este problema era conocido con el provocativo nombre de lacatstrofeultravioleta, ya quela prediccin terica divergeainfinito eneselmite.

Quien logrexplicareste fenmeno fue Max Planck,en 1900, que debipara ello sacrificar los conceptos bsicos de la concepcin ondulatoria de laradiacinelectromagntica.

Para resolver la catstrofe era necesario aceptar que la radiacin no esemitida de manera continua sino en cuantos de energa discreta, a los que

llamamos fotones.

Laenerga deestos fotones es:


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E (fotn) = h.

: Frecuencia delaradiacinelectromagntica (s-1)

h : constante de Planck

h = 6,62.10-27 erg.s

h = 6,62.10-34 J.s

Cuando la frecuencia de laradiacines bajaelefecto de la discretizacinse vuelve despreciable debido alminsculo valor delaconstante de Planck, y esperfectamente posible pensar al sistema como continuo, tal como lo hace el

electromagnetismo clsico.Sinembargo,a frecuencias altas elefecto se vuelvenotable.

En 1905, Einsteinutilizaraelconcepto defotn paraexplicarotro fenmenoproblemtico en el marco de la fsica clsica, la generacin de una corrienteelctrica al aplicar luz monocromtica sobre un circuito formado por chapasmetlicas, conocido como el efecto fotoelctrico. Einstein obtendra tiempodespus el Premio Nobel poresteimportante hallazgo terico.

1.4.1 Principio de dualidad. Postulado de Broglie.

Dualidad de lamateria de Louis De Broglie Lamateriaaligual quelaluz,presentauncarcterdual de onda y partcula

La naturaleza de la luz no es fcilmente analizable a no ser que laconsideremos de tipo ondulatorio a fin de explicar ciertos fenmenos (comoreflexin,refraccin, difraccin,etc.) o de tipo corpuscularal pretenderhacerlo conotros (como el efecto fotoelctrico, etc.), es posible que las partculas tengantambin propiedades de onda?

En 1.924 Louis De Broglie extendi el carcter dual de la luz a loselectrones, protones,neutrones, tomos y molculas, y en generala todas laspartculas materiales. Basndose en consideraciones relativistas y en la teoracuntica pens que silaluz secomportabacomo onda y como partculalamateriadebera poseerestecarcterdual.


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Elmovimiento deuna partcula puedeconsiderarsecomo elmovimiento deun paquete de ondas, algo as como la superposicin de varias ondas delongitudes de onda poco diferentes,cuyas oscilaciones se intensificanalmximo

enel punto delespacio ocupado por la partcula. No hay nada de imaginario enestas ondas demateria, son tanreales como las ondas luminosas y las del sonido,aunque no sean observables en todos los casos, como ocurre con las ondaselectromagnticas, los aspectos ondulatorios y de partculas de los cuerpos enmovimiento nunca se pueden observaralmismo tiempo.

En ciertas situaciones una partculaenmovimiento presenta propiedadesondulatorias y en otras situaciones presenta propiedades de partcula.

1.4.2 Principio de incertidumbre de Heisenberg.

En mecnica cuntica, la relacin de indeterminacin de Heisenberg oprincipio deincertidumbreestableceellmitems all delcuallos conceptos delafsicaclsicano pueden serempleados.Sucintamente,afirma queno se puededeterminar, en trminos de la fsica clsica, simultneamente y con precisinarbitraria,ciertos pares de variables fsicas,como son, porejemplo,la posicin y elmomento lineal (cantidad demovimiento) deun objeto dado. En otras palabras,cuantamayorcerteza sebuscaen determinarla posicin deuna partcula,menosseconoce sucantidad demovimiento lineal y, por tanto, su velocidad. Esto implica

que las partculas,en sumovimiento,no tienenasociadauna trayectoria definidacomo lo tienenen la fsicanewtoniana. Este principio fueenunciado porWernerHeisenberg en 1927.

Pormotivos culturales y educativos, las personas se suelen enfrentar alprincipio de incertidumbre por primera vez estando condicionadas por eldeterminismo delafsicaclsica. Enella,la posicinx deuna partcula puede serdefinida como una funcin continua en el tiempo, x=x(t). Si la masa de esapartculaes m y semuevea velocidades suficientementeinferiores ala delaluz,entonces elmomento lineal de la partcula se definecomo masa por velocidad,

siendo la velocidad la primera derivadaenel tiempo dela posicin: p=m dx/dt.

Dicho esto, atendiendo a la explicacin habitual del principio deincertidumbre, podra resultar tentador creer que la relacin de incertidumbresimplementeestableceunalimitacin sobrenuestracapacidad demedida quenosimpideconocercon precisinarbitrariala posicininicialx(0) y elmomento linealinicial p(0). Ocurre que si pudiramos conocer x(0) y p(0), entonces la fsica


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clsicanos ofrecera la posicin y la velocidad de la partculaen cualquier otroinstante; la solucin general de las ecuaciones de movimiento dependerinvariablemente dex(0) y p(0). Esto es, resolver las ecuaciones delmovimiento

llevaauna familia o conjunto de trayectorias dependientes dex(0) y p(0); segnqu valor tomenx(0) y p(0), se tendr una trayectoria dentro deesafamiliau otra,pero la propiaresolucin de las ecuaciones limitaelnmero de trayectorias aunconjunto determinado deellas.

Grfico del Principio de Indeterminacin de Heisenberg.

1.4.3 Ecuacin de onda de Schrdinger

Laecuacin deSchrdinger fue desarrollada porel fsico austraco ErwinSchrdingeren 1925. Describe laevolucin temporal deuna partculamasivanorelativista. Es de importanciacentralen la teora de lamecnicacuntica, donderepresenta paralas partculas microscpicas un papelanlogo ala segundaley deNewton en la mecnica clsica. Las partculas microscpicas incluyen a laspartculas elementales, tales como electrones,as como sistemas de partculas,tales como ncleos atmicos.

Lacomprobacinexperimental hecha porClinton Davisson y LesterGermermostr que lalongitud de ondaasociadaalos electrones medidaen la difraccinsegnlafrmula de Bragg secorrespondaconlalongitud de onda predicha porlafrmula de De Broglie.

Esa prediccinllevaSchrdingera tratardeescribirunaecuacin paralaondaasociada de De Broglie que paraescalas macroscpicas se redujeraa laecuacin delamecnicaclsica dela partcula. Laenergamecnica totalclsicaes:


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El xito delaecuacin, deducida deestaexpresinutilizando el principio decorrespondencia, fue inmediato por laevaluacin de los niveles cuantificados deenerga del electrn en el tomo de hidrgeno, pues ello permita explicar elespectro deemisin del hidrgeno: series de Lyman, Balmer, Bracket, Paschen,Pfund,etc.

Laecuacin deSchrdingeres unaecuacinno relativista que slo puededescribirpartculas cuyo momento lineal sea pequeo comparadacon laenergaenreposo dividida dela velocidad delaluz.

Adems laecuacin deSchrdingerno incorporaelespn delas partculas

adecuadamente. Pauli generaliz ligeramente la ecuacin de Schrdinger alintroducir en ella trminos que predecan correctamente el efecto del espn, laecuacinresultantees laecuacin de Pauli.

Ms tarde Dirac, proporcion laahora llamadaecuacin de Dirac quenoslo incorporaba el espn para fermiones de espn 1/2, sino que introduca losefectos relativistas.

La ecuacin de Schrdinger, al ser una ecuacin vectorial, se puedereescribirdemaneraequivalenteenunabase particulardelespacio deestados.Si

seelige porejemplo labase correspondientea larepresentacin de posicindefinida por:

Los operadores que aparecen en la ecuacin de Schrdinger sonoperadores lineales; de lo que se deduce que toda combinacin lineal desoluciones es solucin de la ecuacin. Esto lleva a favorecer la bsqueda desoluciones que tenganun graninters terico y prctico: a saberlos estados queson propios del operador hamiltoniano. Estos estados, denominados estados

estacionarios, son las soluciones de la ecuacin de estados y valores propios,denominada habitualmenteecuacin deSchrdingerindependiente del tiempo. Elestado propio est asociado al valorpropio En,escalarreal quecorrespondeconlaenerga dela partculaen dicho estado.


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1.4.3.1 Significado fsico de la funcin de onda

La funcin de onda no implica que una partcula sea exactamente unaglomerado o paquete de ondas sino esta tiene que verconla probabilidad delaposicin deuna partcula queest dada porlas funciones de ondas.

Con lacual podemos calcular la probabilidad De si la partcula existeendicho espacio.

Esta interpretacin probabilstica de la funcin de onda es formulada ypropuesta porBohry es uno delos fundamentos delamecnicacuntica.

El valor de la funcin de una onda asociado con una partcula en

movimiento est relacionado conla probabilidad deencontrarla partculaenelmundo (x, y,z,enelinstante de tiempo (t))

Porejemplo:

En el campo elctrico de una onda electro magntica una probabilidadnegativa o compleja es algo sin sentiresto significa que lafuncin de ondanova poderserobservada.

Sinembargo elmodulo delafuncin de onda siemprees real y positivo (x)esto seleconocecomo la densidad de probabilidad,ahora si podemos daruna

interpretacin fsica sobre este tema que es la probabilidad de encontrarunapartcula enel punto x, y,z.enelinstante (t).Quees proporcionalalcuadradoDe sufuncin de onda//.

Lafuncin de onda presentaamplitud positiva y negativa aunqueestossignos de la amplitud no tienen un significado directo si resulta de granimportanciacuando las funciones de onda se pueden relacionar.

Tenemos dos partculas y cada una tiene sus funciones de onda. Comopodemos verlas funciones de onda vanainteraccionar enestecaso la partepositiva de las funciones se suman originando unaumento deamplitud y seconoceeste fenmeno como interferenciaconstructiva. (Ambas ondas debenserpositivas)

Si las ondas presentan signos contrarios, la parte positiva ser anuladaporla partenegativa dando lugaraunfenmeno llamado interferencia destructiva.


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1.4.3.2 Nmeros cunticos y orbitales atmicos

Orbital atmico

Un orbital atmico es una determinada solucin particular, espacial eindependiente del tiempo alaecuacin deSchrdingerparaelcaso deunelectrnsometido aun potencialcoulombiano. Laeleccin de tres nmeros cunticos enlasolucin general sealanunvocamenteaunestado monoelectrnico posible.

Estos tres nmeros cunticos hacen referencia a la energa total delelectrn,elmomento angular orbital y la proyeccin delmismo sobreelejez delsistema dellaboratorio y se denotan por:

El nombre de orbital tambin atiende a la funcin de onda enrepresentacin de posicin independiente del tiempo de un electrn en unamolcula. Enestecaso seutilizaelnombre orbitalmolecular.

La combinacin de todos los orbitales atmicos dan lugar a la cortezaelectrnicarepresentado porelmodelo decapas electrnico. Esteltimo seajustaalos elemento segnlaconfiguracinelectrnica

El orbital es ladescripcin ondulatoria deltamao, forma y orientacinde una regin del espaciodisponible para un electrn.Cada orbital con diferentesvalores de n presenta unaenerga especfica para elestado delelectrn.

Orbitales atmicos y moleculares. El esquema de la izquierda es la regla deMadelung para determinar la secuencia energtica de orbitales. El resultado es la

secuencia inferior de la imagen. Hay que tener en cuenta que los orbitales son

funcin de tres variables, la distancia al ncleo, r y dos ngulos. Las imgenes

slo representan la componente angular del orbital.


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Los nmeros cunticos

En el caso del tomo de hidrgeno, se puede resolver la ecuacin deSchrdinger de forma exacta, encontrando que las funciones de onda estndeterminadas por los valores de tres nmeros cunticos n, l,ml,es decir, dichaecuacin imponeuna serie de restricciones enelconjunto de soluciones que seidentificanconuna serie denmeros cunticos. Estas condiciones surgena travsde las relaciones existentes entre estos nmeros; no todos los valores sonposibles fsicamente.

El valor delnmero cuntico n (nmero cuntico principal, toma valores1,2,3...) defineel tamao del orbital. Cuanto mayor sea,mayor ser el volumen.

Tambines el que tienemayorinfluenciaenlaenerga del orbital.

El valor del nmero cuntico l (nmero cuntico delmomento angular)indicalaforma del orbital y elmomento angular. Elmomento angular viene dadopor:

Lanotacin (procedente delaespectroscopia) es la siguiente:

o Paral = 0, orbitales so Paral = 1, orbitales po Paral = 2, obitales do Paral = 3, orbitales fo Paral = 4, orbitales g; siguindose yael ordenalfabtico.

Elnombre que seasignaalas distintas clases de orbitales se debea surelacinconlas lneas delespectro deunelemento (eningls s sharp, p principal, d diffusey f fundamental y el resto de los nombres, a partir de aqu, siguen el ordenalfabtico g, h).

El valordeml (nmero cuntico magntico) definela orientacinespacialdel orbitalfrenteauncampo magntico externo. Parala proyeccin delmomentoangularfrentealcampo externo, se verifica:


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Posteriormente se tuvo lanecesidad deincluirad hocelespn delelectrn,elcualviene descrito por otros dos nmeros cunticos s y ms. En lamecnicacunticarelativistaelespn surge deformaespontnea y no hacefaltaintroducirlo amano.

El valorde s (nmero cuntico deespn) paraelelectrnes 1/2,mientrasquems puede tomar los valores +1/2 -1/2 (cuando no se tiene en cuentaelespn se dice queel orbitales un orbitalespacialmientras que si seconsideraelespn, se denominaespn orbital).

1.5 Distribucin electrnica en sistemas polielectrnicos.

Laconfiguracinelectrnica deun tomo informacmo estn distribuidos

los electrones entrelos diversos orbitales atmicos.Seutilizarnlos primeros diezelectrones (de hidrgeno alnen) paramostrarlas reglas.

Bsicas de escritura de las configuraciones electrnicas de los estadosfundamentales de los tomos. Elnmero de electrones de un tomo neutro esiguala sunmero atmico z.

La configuracin electrnica se puede representar por un diagrama deorbital quemuestrael spin delelectrn.

Dondelaflecha haciaarribaindicauno delos dos posibles movimientos de

giro delelectrn,lacajarepresentaun orbitalatmico.

1.5.1 Principio de Aufbau o de construccin.

El principio de Aufbau contieneuna serie de instrucciones relacionadasa la ubicacin de electrones en losorbitales de un tomo. El modelo,formulado por el erudito fsico NielsBohr, recibi el nombre de Aufbau (delalemn Aufbauprinzip: principio deconstruccin) en vez del nombre delcientfico. Tambin se conocepopularmenteconelnombre deregla delserrucho.


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Los orbitales se 'llenan' respetando laregla de Hund, que dice queningnorbital puede tener dos electrones antes que los restantes orbitales de lamismasubcapa tenganalmenos uno.Secomienzaconel orbital demenorenerga.

Primero debe llenarseel orbital 1s (hastaunmximo de dos electrones),esto deacuerdo conelnmero cuntico l.

Seguido se llenael orbital 2s (tambincon dos electrones como mximo).La subcapa 2p tiene tres orbitales degenerados enenerga denominados, segnsu posicin tridimensional, 2px, 2py, 2pz. As,los tres orbitales 2p puedellenarsehastacon seis electrones, dos encadauno. Denuevo, deacuerdo conlaregla deHund, deben tener todos por lo menos unelectrnantes de quealguno llegueatenerdos.

Y as, sucesivamente:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6

El principio deexclusin de Paulinos advierte,adems, queningnelectrnen un tomo puede tener lamisma combinacin de nmeros cunticos comodescripcin de su estado energtico con macromoleculas de hidrogeno sinembargo se planteo queel tomo erauna partcula queno existi.

1.5.2 Principio de exclusin de Pauli.

El principio deexclusin de Pauli fueun principio cuntico enunciado porWolfgang Ernst Paulien 1925. Establece queno puede haber dos fermiones contodos sus nmeros cunticos idnticos (esto es,enelmismo estado cuntico departcula individual). Perdi la categora de principio, pues deriva de supuestosms generales: de hecho,es unaconsecuencia del teorema de laestadstica delspin.

El principio de exclusin de Pauli slo se aplica a fermiones, esto es,partculas que forman estados cunticos anti simtricos y que tienen espnsemientero. Son fermiones, por ejemplo, los protones, los neutrones y loselectrones, los tres tipos de partculas subatmicas que constituyen lamateriaordinaria. El principio de exclusin de Pauli rige, as pues, muchas de lascaractersticas distintivas de lamateria. Encambio, partculas como el fotn y el(hipottico) gravitnno obedecenaeste principio, ya que sonbosones,esto es,formanestados cunticos simtricos y tienenespnentero. Como consecuencia,unamultitud de fotones puedeestarenunmismo estado cuntico de partcula,como enlos lseres.


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"Dos electrones en la corteza de un tomo no pueden tener al mismotiempo los mismos nmeros cunticos".

Es sencillo derivar el principio de Pauli, basndonos en el artculo de

partculas idnticas. Los fermiones de la misma especie forman sistemas conestados totalmenteanti simtricos,lo que paraelcaso de dos partculas significaque:

(La permutacin deuna partcula porotrainvierteel signo delafuncin quedescribeal sistema).Silas dos partculas ocupanelmismo estado cuntico |>,elestado del sistemacompleto es |>. Entonces,

As queelestado no puede darse. Esto se puede generalizaralcaso dems de dos partculas.

Consecuencias:

El principio deexclusin de Pauliinterpretaun papelimportanteenun vastonmero de fenmenos fsicos. Uno de los ms importantes es la configuracinelectrnica delos tomos. Un tomo elctricamenteneutro alojaaunnmero deelectrones igualalnmero de protones en suncleo. Como los electrones son

fermiones,el principio deexclusinles prohbe ocuparelmismo estado cuntico,as que tienen queirocupando sucesivas capas electrnicas.

Como ejemplo,es ilustrativo considerarun tomo neutro de helio, que tienedos electrones ligados. Estos dos electrones pueden ocupar los estados demnima energa (1s), si presentan diferente espn. Esto no viola el principio dePauli, porqueelespnes parte delestado cuntico delelectrn,as que los doselectrones estn ocupando diferentes estados cunticos (Espnorbital). Sinembargo,elespn slo puede tomar dos valores propios diferentes (o, dicho deotra forma, la funcin que describe al sistema slo puede tener dos estadosdiferentes que sean propios del operador espn ). En un tomo de litio, quecontiene tres electrones ligados,el tercerelectrnno puedeentrarenunestado1s, y tiene que ocupar uno de los estados 2s (de energa superior). De formaanloga,elementos sucesivos producencapas deenergas ms y ms altas. Laspropiedades qumicas de un elemento dependen decisivamente del nmero deelectrones en sucapaexterna,lo quellevaala tabla peridica delos elementos.

El principio de Pauli tambines responsable delaestabilidad a granescalade lamateria. Las molculas no pueden aproximarse arbitrariamente entre s,


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porque los electrones ligados a cadamolcula no pueden entrar en elmismoestado que los electrones de las molculas vecinas. Estees el principio que haytras el trmino derepulsinr-12 enel Potencial de Lennard-Jones.

En la astronoma se encuentran algunas de las demostraciones msespectaculares de este efecto, en la forma de enanas blancas y estrellas deneutrones. En ambos objetos, las estructuras atmicas usuales han sidodestruidas por la accin de fuerzas gravitacionales muy intensas. Susconstituyentes slo se sustentan porla "presin de degeneracin" (queles prohbeestarenunmismo estado cuntico). Esteestado extico delamateria seconocecomo materia degenerada. En las enanas blancas, los tomos se mantienenapartados por la presin de degeneracin de los electrones. En las estrellas deneutrones, que presentanfuerzas gravitacionales anmayores, los electrones sehan fusionado con los protones para producirneutrones, que tienenuna presinde degeneracinmayor.

Otro fenmeno fsico del que es responsable el principio de Pauli es elferromagnetismo, en el que el principio de exclusin implica una energa deintercambio que induce al alineamiento paralelo de electrones vecinos (queclsicamente sealinearanantiparalelamente).

1.5.3 Principio de mxima multiplicidad de Hund.

Si dos o ms electrones deunmismo tomo tienen los mismos valores ensus nmeros cunticos principales ( n ) y en sus nmeros cunticos secundarios ( l) ,entonces tendrniguales valores de spin ( s ) siempre y cuando no se trasgredael principio deexclusin (de Pauli).

Porejemplo al distribuirlos electrones porniveles,unmismo espacio deorbital tieneunaflecha haciaarriba y haciaabajo .Larepresentacin sellamaconfiguracinelectrnica desarrollada, dondecadaflechaindicaunelectrn,(+1/2) y(-1/2).

Cuando serealizaelllenado electrnico primero sellenael orbital "s" y se

continaconel siguiente orbital delmismo nivel. Los electrones seacomodan deuno enuno hastallenartodos los espacios deese orbital,colocando elelectrnconelmismo spin (flecha haciaarriba) y seregresaconel primerespaciocolocando laflechaen sentido contrario paraempezarallenarenelmismo ordentodos los espacios.


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1.5.4 Configuracin electrnica de los elementos

Enfsica y qumica,laconfiguracinelectrnicaes lamaneraenlacualloselectrones seestructuranenun tomo,molcula o en otraestructura fsica, deacuerdo conelmodelo de capas electrnico,enel cual la funcin de onda delsistema se expresa como un producto de orbitales antisimetrizado.Cualquierconjunto deelectrones enunmismo estado cuntico debencumplirel principio deexclusin de Pauli al ser partculas idnticas. Por ser fermiones (partculas deespn semientero) el principio deexclusin de Paulinos dice que la funcin deonda total (conjunto de electrones) debe ser antisimtrica. Por lo tanto, en elmomento en que un estado cuntico es ocupado por un electrn, el siguienteelectrn debe ocuparunestado cuntico diferente.

1.

Perio

do

K L M N O P

Nmero

Smbolo

Nombre 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f 7

1 H Hidrgeno 1

2 He Helio 2

2.

Periodo

K L M N O P

Nm

ero

Smb

oloNombre 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f 7

3 Li Litio 2 1

4 Be Berilio 2 2

5 B Boro 2 2 1

6 C Carbono 2 2 2

7 N Nitrgeno 2 2 3

8 O Oxgeno 2 2 4

9 F Flor 2 2 5

10 Ne Nen 2 2 6


36/46

Qumica ITA

36

3.

Perio

do

K L M N O P

Nmero

Smbolo

Nombre 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f

11 Na Sodio 2 2 6 1

12 Mg Magnesio 2 2 6 2

13 Al Aluminio 2 2 6 2 1

14 Si Silicio 2 2 6 2 2

15 P Fsforo 2 2 6 2 3

16 S Azufre 2 2 6 2 4

17 Cl Cloro 2 2 6 2 5

18 Ar Argn 2 2 6 2 6

4.

Perio

do

K L M N O P

Nmero

Smbolo


19 K Potasio 2 2 6 2 6 .. 1

20 Ca Calcio 2 2 6 2 6 .. 2

21 Sc Escandio 2 2 6 2 6 1 2

22 Ti Titanio 2 2 6 2 6 2 2

23 V Vanadio 2 2 6 2 6 3 2

24 Cr Cromo 2 2 6 2 6 5 1

25 Mn Manganeso 2 2 6 2 6 5 2

26 Fe Hierro 2 2 6 2 6 6 2

27 Co Cobalto 2 2 6 2 6 7 2

28 Ni Niquel 2 2 6 2 6 8 2


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37

29 Cu Cobre 2 2 6 2 6 10 1

30 Zn Cinc 2 2 6 2 6 10 2

31 Ga Galio 2 2 6 2 6 10 2 1

32 Ge Germanio 2 2 6 2 6 10 2 2

33 As Arsnico 2 2 6 2 6 10 2 3

34 Se Selenio 2 2 6 2 6 10 2 4

35 Br Bromo 2 2 6 2 6 10 2 5

36 Kr Kriptn 2 2 6 2 6 10 2 6

5.

Periodo

K L M N O P

Nmero

Smbolo


37 Rb Rubidio 2 2 6 2 6 10 2 6 .. .. 1

38 Sr Estroncio 2 2 6 2 6 10 2 6 .. .. 2

39 Y Ytrio 2 2 6 2 6 10 2 6 1 .. 2

40 Zr Circonio 2 2 6 2 6 10 2 6 2 .. 2

41 Nb Niobio 2 2 6 2 6 10 2 6 4 .. 1

42 Mo Molibdeno 2 2 6 2 6 10 2 6 5 .. 1

43 Tc Tecnecio 2 2 6 2 6 10 2 6 6 .. 1

44 Ru Rutenio 2 2 6 2 6 10 2 6 7 .. 1

45 Rh Rodio 2 2 6 2 6 10 2 6 8 .. 1

46 Pd Paladio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 .. ..

47 Ag Plata 2 2 6 2 6 10 2 6 10 .. 1

48 Cd Cadmio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 .. 2

49 In Indio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 .. 2 1

50 Sn Estao 2 2 6 2 6 10 2 6 10 .. 2 2


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38

51 Sb Antimonio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 .. 2 3

52 Te Teluro 2 2 6 2 6 10 2 6 10 .. 2 4

53 I Yodo 2 2 6 2 6 10 2 6 10 .. 2 5

54 Xe Xenn 2 2 6 2 6 10 2 6 10 .. 2 6

6.

Perio

do

K L M N O P

Nm

ero

Smb

olo Nombre 1s 2s 2p 3s 3p 3d 4s 4p 4d 4f 5s 5p 5d 5f 6s 6p 6d 6f

55 Cs Cesio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 .. 2 6 .. .. 1

56 Ba Bario 2 2 6 2 6 10 2 6 10 .. 2 6 .. .. 2

57 La Lantano 2 2 6 2 6 10 2 6 10 .. 2 6 1 .. 2

58 Ce Cerio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 2 2 6 .. .. 2

59 Pr Praseodimio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 3 2 6 .. .. 2

60 Nd Neodimio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 4 2 6 .. .. 2

61 Pm Prometio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 5 2 6 .. .. 2

62 Sm Samario 2 2 6 2 6 10 2 6 10 6 2 6 .. .. 2

63 Eu Europio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 7 2 6 .. .. 2

64 Gd Gadolinio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 7 2 6 1 .. 2

65 Tb Terbio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 9 2 6 .. .. 2

66 Dy Disprosio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 10 2 6 .. .. 2

67 Ho Holmio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 11 2 6 .. .. 2

68 Er Erbio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 12 2 6 .. .. 2

69 Tm Tulio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 13 2 6 .. .. 2

70 Yb Yterbio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 .. .. 2

71 Lu Lutecio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 1 .. 2

72 Hf Hafnio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 2 .. 2


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39

73 Ta Tntalo 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 3 .. 2

74 W Wolframio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 4 .. 2

75 Re Renio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 5 .. 2

76 Os Osmio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 6 .. 2

77 Ir Iridio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 7 .. 2

78 Pt Platino 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 9 .. 1

79 Au Oro 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 .. 1

80 Hg Mercurio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 .. 2

81 Tl Talio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 .. 2 1

82 Pb Plomo 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 .. 2 2

83 Bi Bismuto 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 .. 2 3

84 Po Polonio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 .. 2 4

85 At Astato 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 .. 2 5

86 Rn Radn 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 .. 2 6

7.

Periodo

K

L M N O P

Nmero

Smbolo


87 Fr Francio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 .. 2 6 .. .. 1

88 Ra Radio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 .. 2 6 .. .. 2

89 Ac Actinio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 .. 2 6 1 .. 2

90 Th Torio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 .. 2 6 2 .. 2

91 Pa Protactinio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 2 2 6 1 .. 2

92 U Uranio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 3 2 6 1 .. 2

93 Np Neptunio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 4 2 6 1 .. 2

94 Pu Plutonio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 6 2 6 .. .. 2


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40

95 Am Americio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 7 2 6 .. .. 2

96 Cm Curio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 7 2 6 1 .. 2

97 Bk Berkelio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 9 2 6 .. .. 2

98 Cf Californio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 10 2 6 .. .. 2

99 Es Einsteinio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 11 2 6 .. .. 2

100 Fm Fermio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 12 2 6 .. .. 2

101 Md Mendelevio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 13 2 6 .. .. 2

102 No Nobelio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 2 6 .. .. 2

103 Lr Lawrencio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 2 6 1 .. 2

104 Rf Rutherfordio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 2 6 2 .. 2

105 Db Dubnio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 2 6 3 .. 2

106 Sg Seaborgio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 2 6 4 .. 2

107 Bh Bohrio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 2 6 5 .. 2

108 Hs Hassio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 2 6 6 .. 2

109 Mt Meitnerio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 2 6 7 .. 2

110 Ds Darmstadtio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 2 6 9 .. 1

111 Rg Roentgenio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 2 6 10 .. 1

112 Cn Copernicio 2 2 6 2 6 10 2 6 10 14 2 6 10 14 2 6 10 .. 2

1.5.5 Principios de Radiactividad.

Una serie de descubrimientos importantes realizados haciafinales del sigloXIX dejclaro queel tomo no erauna partcula slida demateriaeindivisible. En1895,elcientfico alemnWilhelm Conrad Roentgenanunciel descubrimiento delos rayos X, que pueden atravesar lminas finas de plomo. En 1897, el fsicoingls Joseph J. Thomson descubrielelectrn,una partculaconunamasamuyinferior a la de cualquier tomo. Y, en 1896, el fsico francs Antoine HenriBecquerel comprob que determinadas sustancias, como las sales de uranio,generaban rayos penetrantes de origenmisterioso. Elmatrimonio de cientficos


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franceses formado porMarie y Pierre Curieaportunacontribucinadicionalalacomprensin de esas sustancias radiactivas. Como resultado de lasinvestigaciones del fsico britnico Ernest Rutherford y sus coetneos, sedemostr que el uranio y algunos otros elementos pesados, como el torio o elradio,emiten tres clases diferentes deradiacin,inicialmente denominadas rayosalfa (a),beta (_) y gamma (g). Las dos primeras, que segn seaveriguestnformadas por partculas elctricamente cargadas, se denominan actualmentepartculas alfa y beta. Ms tarde secomprob quelas partculas alfa sonncleosde helio (verms abajo) y las partculas beta sonelectrones. Estabaclaro queeltomo secompona de partes ms pequeas. Los rayos gammafueronfinalmenteidentificados como ondas electromagnticas, similares a los rayos X pero conmenorlongitud de onda.

1.6 Aplicaciones tecnolgicas de la emisin electrnica de lostomos.

Los diferentes istopos de un elemento tienen las mismas propiedadesqumicas. El reemplazo de uno por otro en una molcula no modifica, porconsiguiente, la funcin de lamisma.Sinembargo, la radiacinemitida permitedetectarla, localizarla, seguir sumovimiento e, incluso, dosificarlaa distancia. Eltrazado isotpico ha permitido estudiaras, sin perturbarlo,el funcionamiento detodo lo que tiene vida, de laclulaal organismo entero. Enbiologa,numerososadelantos realizados en el transcurso de la segundamitad del siglo XX estnvinculados a la utilizacin de la radioactividad: funcionamiento del genoma

(soporte de la herencia),metabolismo de la clula, fotosntesis, transmisin demensajes qumicos (hormonas,neurotransmisores) enel organismo.

Los istopos radioactivos seutilizanenlamedicinanuclear, principalmenteenlas imgenes mdicas, paraestudiarelmodo deaccin delos medicamentos,entenderelfuncionamiento delcerebro, detectarunaanomalacardiaca, descubrirlas metstasis cancerosas.

Las radiaciones y la radioterapia

Las radiaciones ionizantes pueden destruir preferentemente las clulas

tumorales y constituyenuna teraputicaeficaz

contrael cncer, la radioterapia,quefueuna delas primeras aplicaciones del descubrimiento delaradioactividad.

EnFrancia,entreel 40 y el 50% delos cnceres se tratan porradioterapia,amenudo asociadaala quimioterapia o laciruga. Laradioactividad permitecurarun grannmero de personas cadaao.

Diferentes formas de radioterapia:


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La curioterapia, utiliza pequeas fuentes radioactivas (hilos de platino -iridio, granos decesio) colocados cerca del tumor.

La tele radioterapia, consiste en concentrar en los tumores la radiacinemitida porunafuenteexterior.

La inmunorradioterapia, utiliza vectores radio marcados cuyos istoposreconocenespecficamentelos tumores alos que sefijan para destruirlos.

La esterilizacin

La irradiacin es un medio privilegiado para destruir en fro losmicroorganismos: hongos,bacterias, virus Poresta razn,existennumerosasaplicaciones para laesterilizacin de los objetos,especialmente paraelmaterialmdico-quirrgico.

La proteccin de las obras de arte

El tratamiento medianterayos gamma permiteeliminar los hongos, larvas,insectos o bacterias alojados enelinteriordelos objetos afin de protegerlos deladegradacin. Esta tcnica se utiliza en el tratamiento de conservacin y derestauracin de objetos dearte, deetnologa, dearqueologa.

La elaboracin de materiales

La irradiacin provoca,en determinadas condiciones, reacciones qumicas

que permiten laelaboracin demateriales ms ligeros y ms resistentes, comoaislantes,cables elctricos,envolventes termo retractables, prtesis,etc.

La radiografa industrial X o g

Consisteenregistrarlaimagen dela perturbacin deun haz derayos X o gprovocada por un objeto. Permite localizar los fallos, por ejemplo, en lassoldaduras, sin destruirlos materiales.

Los detectores de fugas y los indicadores de nivel

La introduccin de un radioelemento en un circuito permite seguir losdesplazamientos de un fluido, detectar fugas en las presas o canalizacionessubterrneas.

Elnivel deunlquido dentro deun depsito,elespesordeunachapa o deuncartnencurso de sufabricacin, la densidad deun producto qumico dentrodeunacuba puedenconocerseutilizando indicadores radioactivos.


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Los detectores de incendio

Una pequea fuente radioactiva ioniza los tomos de oxgeno y denitrgeno contenidos enun volumenreducido deaire. Lallegada de partculas de

humo modifica esta ionizacin. Por esta razn se realizan y se utilizan en loscomercios, fbricas, despachos detectores radioactivos sensibles acantidadesde humo muy pequeas.

Las pinturas luminiscentes

Se trata de las aplicaciones ms antiguas de la radioactividad para lalectura delos cuadrantes delos relojes y de los tableros deinstrumentos para laconduccin denoche.

La alimentacin de energa de los satlites

Las bateras elctricas funcionan gracias a pequeas fuentes radioactivascon plutonio 239, cobalto 60 o estroncio 90. Estas bateras semontan en lossatlites para sualimentacinenergtica.Son de tamao muy reducido y puedenfuncionarsinninguna operacin demantenimiento duranteaos.

La produccin de electricidad

Las reacciones encadena de fisin deluranio seutilizanen las centralesnucleares que,enFrancia, producenms del 75% delaelectricidad.


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Linkografia

1.1 El tomo y sus partculas subatmicas

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http://www.mitecnologico.com/iem/Main/TeoriaOndulatoriaDeLaLuz

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1.2.3 Efecto fotoelctrico

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1.2.4 Espectros de emisin y series espectrales

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www.mitecnologico.com/.../PrincipioDeDualidadPostuladoDeBroglie

1.4.2 Principio de incertidumbre de Heisenberg

http://es.wikipedia.org/wiki/Relaci%C3%B3n_de_indeterminaci%C3%B3n_de_Heisenberg

1.4.3 Ecuacin de onda de Schrdinger.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_Schr%C3%B6dinger

1.4.3.1 Significado fsico de la funcin de onda .

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1.4.3.2 Nmeros cunticos y orbitales atmicos.

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1.5 Distribucin electrnica en sistemas polielectrnicos.

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1.5.1 Principio de Aufbau o de construccin.

http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Aufbau


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1.5.2 Principio de exclusin de Pauli.

http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_exclusi%C3%B3n_de_Pauli

http://www.mitecnologico.com/Main/PrincipioDeExclusionDePauli

1.5.3 Principio de mxima multiplicidad de Hund.

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www.scribd.com/.../Principio-de-maxima-multiplicidad-de-Hund

1.5.4 Configuracin electrnica de los elementos.

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www.educaplus.org/play-73-Configuracin-electrnica.html

1.5.5 Principios de Radiactividad.

www.mitecnologico.com/.../PrincipiosDeRadioactividad

1.6 Aplicaciones tecnolgicas de la emisin electrnica de los tomos.

http://www.mitecnologico.com/Main/AplicacionesTecnologicasDeEmisionElectronic

aDeLosAtomos

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