Presentacion_2_modelos atomicos_2021_2_vera_rev - Ernesto Montero Domínguez

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TEORÍAS Y MODELOS 
ATÓMICOS
2
PRE-
UNIVERSITARIO
2021- 2
Es una pregunta que ha acompañado al ser humano 
por siglos
¿De qué están hecho las cosas?
TEORÍA ATÓMICA DE JOHN DALTON-1808
▪ Las reacciones químicas implican sólo la separación,
combinación o reordenamiento de los átomos; nunca
supone la creación o destrucción de los mismos.
POSTULADOS:
▪ La materia está formada por partículas indivisibles que 
se denominan átomos.
▪ Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos, 
tienen igual tamaño, masa y propiedades químicas; pero 
son diferentes a los átomos de otro elemento.
▪ Los compuestos químicos se forman por la unión de 
dos o más átomos de elementos diferentes en una 
relación de números enteros y sencillos. 
1
J. Dalton
(1803)
Modelo Atómico de Thomson,1904
W. Crookes(1875)
https://www.youtube.com/watch?v=09im6mKGmBQ
ANTECEDENTE: RAYOS CATÓDICOS (Negativos)
2
https://www.youtube.com/watch?v=09im6mKGmBQ
Modelo Atómico de Thomson,1904
Conclusiones de Thomson:
Se desplazan en línea recta… Parten del cátodo…
Poseen masa… Son negativos…
Los rayos catódicos……..
J. J. Thomson
Descubridor del 
electrón, 1897
2
Modelo Atómico de Thomson,1904
RAYOS CATÓDICOS:
J. J. Thomson
Descubridor del 
electrón, 1897
➢ Tipo de radiación emitida por el polo negativo (cátodo) que se mueve en línea recta.
➢ Tienen propiedades que son independientes del material del cátodo y gas residual en 
el tubo de Crookes.
➢ Son invisibles al ojo humano y solo pueden detectarse por la luz emitida por los 
materiales con los que chocan (fluorescencia).
➢ Son desviados por campos eléctricos y magnéticos al positivo, demostrando que son 
de carga negativa.
➢ Hacen girar un molinete colocado en su trayectoria, demostrando su naturaleza 
corpuscular.
➢ Thomson determinó la relación carga / masa de los rayos catódicos y obtuvo siempre 
el mismo valor, independiente del material del cátodo y gas residual en el tubo. (primer 
espectrómetro de masas)
Relación 
𝒄𝒂𝒓𝒈𝒂
𝒎𝒂𝒔𝒂 ത𝒆
e
m
= 1,76x108C/g
RAYOS CANALES(POSITIVOS):
Goldstein (1886)
El experimento de Goldstein y las partículas positivas, rayos 
canales (1886)
Modelo Atómico de Thomson,1904
J. J. Thomson
Los átomos son esferas
compactas de carga positiva
que contiene electrones
incrustados (Budín de pasas).
MODELO ATÓMICO:
CARGA DEL ELECTRÓN:
Millikan en 1909, con el
experimento de la gota de
aceite, Descubrió la carga del
electrón. (e-=1,6x10-19C).
Luego dedujo la masa.
m(e-)=9,11x10-28g Robert Millikan 
(1909)
Esfera 
positiva
Electrones
Problema 1. Acerca de la teoría atómica de Dalton , el modelo
atómico de Thomson y otros descubrimientos, marque la
alternativa correcta, relacionando adecuadamente las siguientes
proposiciones.
I) Modelo atómico “Budín de pasas”.
II) Átomo indivisible.
III)Rayos Catódicos.
IV)Descubrió la carga del electrón.
A) Id – IIIa B) IIb – IVc C) IIId – Ivb
D) Ic – IIIa E) IIc - IIId
a)W. Crookes
b)R. Millikan.
c) J. Thomson
d)J. Dalton
Problema 2.De las siguientes proposiciones sobre los rayos
catódicos, marque la alternativa correcta.
A) Son de naturaleza corpuscular con carga positiva.
B) Fue descubierto por J. Dalton.
C) Produce fluorescencia y es desviado por un campo
eléctrico.
D) Carece de poder ionizante.
E) Su naturaleza ondulatoria le permite viajar a la velocidad de
la luz.
Ejercicio 3. Marque la alternativa que tenga la secuencia 
correcta verdadero (V) o falso (F), de las siguientes 
proposiciones.
I) Según Dalton los compuestos se forman por elementos 
diferentes en proporción numérica sencilla.
II) Thomson al experimentar con rayos catódicos descubre la 
relación carga/masa del electrón.
III)Los rayos canales descubiertos por Goldstein son de 
naturaleza corpuscular y de carga negativa.
A) VVV B) FVV C) VFV D) FFV E) VVF
RADIACTIVIDAD NATURAL, 1896
Henry Becquerel 
(1896))
Desintegración espontánea de núcleos inestables, 
emitiendo partículas nucleares y energía radiante.
Modelo Atómico de Rutherford, 19043
EXPERIMENTO CON LA LÁMINA DE ORO
Bombardearon una lámina de oro y otros metales (0,01mm)
con rayos alfa.
¡ Casi todos lo atravesaban 
!
E. Rutherford
(1911)
Algunos rayos se desviaban 
(1° aproximadamente) y 
otros rebotaban (180°).
CONCLUSIONES
Los átomos son esferas huecas.
¿ El ÁTOMO de 
Rutherford es INESTABLE 
?
Presentan un núcleo positivo, 10 mil
veces más pequeño que el átomo,
donde concentra casi la totalidad de
su masa.
Los electrones giran alrededor del
núcleo en orbitas circulares.
Los electrones 
terminarían chocando 
con el núcleo.
- -
INCONSISTENCIA
✓ De acuerdo a la física clásica (ley de la
electrodinámica) toda partícula cargada que se
encuentra acelerada emite energía continuamente .
✓ Como la teoría atómica de Rutherford esta basada en
la física clásica debe cumplir esta ley y los átomos
deberían originar espectros continuos, pero esto se
opone a lo observado experimentalmente, es decir los
átomos generan espectros discontinuos.
✓ Además un electrón al perder energía iría
acercándose al núcleo describiendo una trayectoria
espiral, hasta colapsar. Si el átomo colapsa, nada
podría existir.
• No explica el espectro 
discontinuo
• No explica la estabilidad del 
átomo
Espectro continuo
Espectro discontínuo
Problema 4. Respecto al experimento de E. Rutherford y 
colaboradores, marque la alternativa correcta.
A)Bombardea una laminilla de oro con rayos beta.
B) Observó la desviación de la mayor parte de partículas alfa, 
que incidían sobre la laminilla de oro.
C)Solo uso laminillas de oro para su experimento.
D)Observó que todas las partículas alfa atravesaban la 
laminilla de oro.
E)Con el resultado experimental concluye la existencia del 
núcleo atómico.
Problema 5. Respecto al modelo atómico nuclear planteado por 
E. Rutherford, marque las proposiciones que son correctas.
I) El núcleo posee carga eléctrica positiva y en el se concentra la 
masa del átomo.
II) Los electrones giran alrededor del núcleo en orbitas circulares 
con energía constante o estacionaria..
III)Su modelo fue cuestionado por la física clásica, que 
argumentaba la emisión de energía continua por partículas 
cargadas y aceleradas.
A)I y II B) Solo I C) I y III D) Solo III E) I, II y III
Bases del modelo de Bohr
MECÁNICA CUÁNTICA (MAX PLANCK)
Los cuerpos absorben y 
emiten energía en número 
entero de cuantos (fotones).
La ENERGÍA es DISCONTINUA
E = hu E: Energía de un cuanto
h: Constante de Planck
u: FrecuenciaE total = 1hu, 2hu, 3hu...
RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS (REM):
Las REM son ondas electromagnéticas que viajan 
a la velocidad de la luz (C=3x108m/s) , se propaga 
mediante campos eléctricos y magnéticos 
perpendiculares entre sí y transportan energía.
4
https://www.youtube.com/watch?v=ixwxOQf50kc
https://www.youtube.com/watch?v=ixwxOQf50kc
Bases del modelo de Bohr
ELEMENTOS DE UNA 
ONDA:
CICLO DE UNA ONDA: Es 
el recorrido completo de 
una onda.
La onda tiene 7 ciclos
LONGITUD DE ONDA(l): 
Es el tamaño que presenta 
el ciclo de una onda.
Long. Total
N° de ciclosl=
FRECUENCIA(u): 
Cantidad
ciclos que pasan por 
un punto en un 
segundo.
N° de ciclos 
Tiempou=
l: m, cm, nm, 
u: s-1 = Hz (Hertz)
NÚMERO DE 
ONDA (ഥu): Es el 
N° de ciclos en 
un metro de 
longitud.
PERIODO (T): 
Tiempo de una 
onda en hacer un 
recorrido 
completo.
Tiempo
N° de ciclosT=
N° de ciclos 
Longitudu=
u: m-1 , cm-1 T: segundos, min.
VELOCIDAD(C):
Las REM viajan a
la velocidad de la
luz (c=3x108m/s).
C = l.u
ENERGIA(E): 
hc
l
E=hu=
E: J, ergios, eV
ELEMENTOS DE UNA ONDA :
h= constante de 
Planck
h=6,62x10-34J.s
Problema 6. En la siguiente figura se representa una onda 
electromagnética. Calcule lo siguiente: 
a)Número de ciclos.
b)Longitud de onda.
c)Frecuencia.
d)Número de ondas.
e)Periodo
f) Energía de un fotón.
Ciclos = 5, l = 400nm , u = 7,5x1014Hz , ഥu = 2,5x106/m 
T = 1,3x10-15s , E = 4,97x10-19JRespuesta:
Problema 7.halle la energía, en kiloJoule , de una mol de 
fotones de luz monocromática de color rojo, cuya longitud de 
onda es 6627Å.
Datos: h= 6,627x10-34 J.s ; C= 3x108 m/s ; 1mol= 6,02x1023 ; 
1m= 1010Å
A) 361,2 B)180,6 C) 90,3 D) 662,7 E) 722,4 
ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO 
Menor l
Mayor u
Mayor E
Mayor l
Menor u
Menor E
l (m)
Es un conjunto de radiaciones electromagnéticas ordenadas según su longitud de onda,
frecuencia o número de onda. Si un haz de rayos luminosos atraviesa primero una rendija
y después un prisma óptico, experimentará una descomposición en tantos rayos distintos
como colores tenga la luz compleja inicial.
ESPECTROS DE EMISIÓN Y ABSORCIÓN
1. Espectro de emisión. Son originados por las radiaciones emitidas
por sólidos o líquidos incandescentes o gases a baja presión en
estado excitado, se dividen en: Espectro de emisión continúa y
emisión discontinua.
Continuo
ESPECTROS EMISIÓN Y ABSORCIÓN
2. Espectro de absorción. Son los obtenidos por absorción
parcial de las radiaciones emitidas por un foco luminoso.
Observaciones:
• Cada elemento químico, emite o absorbe siempre unas radiaciones características de él y
que permiten identificarlo “Huella digital”.
• La presencia de tales radiaciones es independiente de que el elemento esté puro ,
mezclado, o combinado con otros elementos.
Problema 8. Respecto a los espectros de emisión y de 
absorción, marque la alternativa correcta.
A)Los espectros de emisión solo pueden ser discontinuos.
B)Un material incandescente genera espectros de emisión 
discontinuos.
C)Los átomos de hidrógeno en estado excitado y a baja 
presión, genera espectros de emisión discontinuos.
D)El modelo de Rutherford explica satisfactoriamente los 
espectros de emisión discontinuo.
E)Los espectros de líneas de los átomos de sodio son iguales 
en longitud de onda que los del átomo de potasio.
Problema 9.Respecto al espectro de las radiaciones 
electromagnéticas, señale que proposiciones son correctas.
I) En el campo de la luz visible, el fotón de la luz roja tiene 
más energía que el fotón de la luz violeta.
II) La radiación infrarroja posee menor frecuencia que la 
radiación ultravioleta.
III) Los rayos “X” poseen menor longitud de onda que las 
microondas.
A) Solo II B) II y III C) solo III D) I y II E) I , II y III 
MODELO ATÓMICO DE NIELS BOHR,1913
Planteó que no todas las leyes de la física clásica se cumplen 
en el átomo y para desarrollar su modelo, Bohr se apoyó en:
➢ El modelo atómico nuclear diseñado por Rutherford.
➢ La teoría cuántica de la radiación del físico Max Planck.
➢ La interpretación del efecto fotoeléctrico dada por Albert 
Einstein.
Postulados de Bohr5
PRIMER POSTULADO
El electrón se mueve en órbitas circulares alrededor del núcleo con el
movimiento descrito por la física clásica.
𝑉2 =
𝑒2
𝑚𝑟
Fe = 
Fc
El electrón sólo tiene un conjunto de orbitas permitidas, denominadas
estados estacionarios, en el cuál el momento angular del electrón es un
múltiplo entero de h/2π.
𝐿1 = ℏ
𝐿2 = 2ℏ
𝐿3 = 3ℏ
n = 1, 2, 3, 4… 
orbita permitida o definida
SEGUNDO POSTULADO
L = mv x r
Fc
Fe
𝑟 = 𝑎0𝑛
2
V=
2,188.106
𝑛
Τ𝑚 𝑠
n = 1 => r = 0,53 Ǻ = ao
n = 2 => r = 2,12 Ǻ
n = 3 => r = 4,77 Ǻ
n = 4 => r = 8,48 Ǻ
n = 5 => r = 13,25 Ǻ
𝑛 = 2 𝑉 = 1,094.106 Τ𝑚 𝑠
Radio de la orbita definida o permitida (r) 
Velocidad del electrón en 
una orbita “n”
n = 1 V = 2,188. 106 m/s 
TERCER POSTULADO
Mientras un electrón permanece en una orbita no absorbe ni
emite energía, (Energía constante o estacionaria) y en el átomo
la energía se encuentra cuantizada.
𝐸 = 𝐸𝑐 + 𝐸𝑝 𝑬 = −
𝑹𝑯
𝒏𝟐
𝐴 = 𝑅𝐻 = 2,18.10
−18𝐽 = 13,6𝑒𝑉 = 313,6𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙
Energía creciente+
CUARTO POSTULADO
Un electrón sólo puede pasar de una órbita permitida a otra absorbiendo 
o emitiendo cantidades discretas y fijas de energía (cuantos o fotones). 
ΔE = Energía del fotón absorbido o emitido 
Δ𝐸 = 𝐸𝑛𝑓 − 𝐸𝑛𝑖 = −𝑅𝐻
1
𝑛𝑓
2 −
1
𝑛𝑖
2 = ℎu
𝑛𝑖 = 3
𝑛𝑓 = 4
Δ𝐸 = 0,66𝑒𝑉 = 1,06.10−19𝐽
𝐴 = 𝑅𝐻 = 2,18.10
−18𝐽 = 13,6𝑒𝑉 = 313,6𝑘𝑐𝑎𝑙/𝑚𝑜𝑙
Series de líneas espectrales 
del H en la zona visible
l = Longitud de onda del 
fotón absorbido o emitido
Ecuación de 
Rydberg, 
demostrada por 
Bohr
1
𝜆
= 𝑅𝐻
1
𝑛𝑓
2 −
1
𝑛𝑖
2
𝑅𝐻 = 109678𝑐𝑚
−1
1
2
3
4
5
6
7
8
∞
Lyman (UV)
Balmer (Visible- UV)
Paschen (IR)
Brackett (IR)
Pfund (IR)
Series y líneas espectrales del 
hidrógenoEnergía
Estas series espectrales no cubren todo el 
espectro electromagnético conocido 
actualmente
Limitaciones:
➢ Solo válido para átomo de hidrógeno o 
isoelectrónicos a él, como 2He
+, 3Li
2+ , 
4Be
3+ 
➢ No pudo explicar el espectro de átomos 
polielectrónicos.
➢ No explica el espectro fino del hidrógeno 
(efecto Zeeman: Desdoblamiento de las 
líneas espectrales cuando el átomo es 
sometido a un campo magnético).
➢ No permite el cálculo de las intensidades 
de las líneas espectrales (líneas finas o 
ensanchamiento)
➢ No permite explicar el enlace químico.
Aciertos y aportes:
➢ Sustenta la estabilidad del 
átomo al sostener que no todas 
las leyes de la física clásica se 
cumplen en el átomo.
➢ Explica el espectro del átomo de 
hidrógeno 
➢ Introduce el concepto de energía 
cuantizada para los electrones 
en los átomos (proyección actual 
del NC principal : n).
➢ Predice el potencial de ionización 
del hidrógeno.
Problema 10. Acerca de la teoría atómica de N. Bohr, señale 
verdadero (V) o falso(F) en cada proposición.
I) La magnitud de la energía estacionaria en un nivel, se 
cuantifica con el valor entero de “n”.
II) La condición de orbita permitida, plantea que el momento 
angular del electrón es igual a un número entero de veces el 
valor de h/2𝜋.
III)La transición electrónica de una orbita permitida a otra, 
ocurre por transferencia de un fotón.
A) VVV B) VVF C) FVV D) VFV E) VFF
Problema11. En el átomo de hidrógeno ocurre un salto electrónico 
correspondiente a la tercera línea de emisión de la serie espectral 
de Lyman. ¿Qué proposiciones son correctas? Datos: RH= 13,6eV ; 
a0 = 0,53 Å
I) Antes de la transición electrónica la energía estacionaria del 
electrón es – 13,6eV.
II) La distancia entre las orbitas de dicha línea de emisión es 7,95 
Å.
III)La magnitud de la energía transferida en dicha transición es 
12,75eV.
A) I y II B) Solo II C) II y III D) Solo III E) I , II y III
EFECTO ZEEMAN
Peter Zeeman
Nobel en Física
1902
Problema 12. Respecto a los aportes y limitaciones de la teoría 
de Bohr, marque verdadero (V) o falso (F) según corresponda.
I) Explica los espectros de emisión del átomo de hidrogeno, 
relacionándolo con el salto electrónico de un nivel de 
energía a otro.
II) Sus postulados son aplicables para el átomo de hidrógeno e 
hidrogenoides.
III) No explica los espectros de líneas finas de emisión, cuando 
el átomo de “H” es sometido a un campo magnético externo.
A) VVF B) VFF C) FVV D) VVV E) VFV