4 espectro electromagnetico Andres Acevedo

Vista previa del material en texto

UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
ESCUELA DE CIENCIAS QUIMICAS 
LABORATORIOS QUÍMICA VIRTUALES 
1 
 
Compilador: M.D.Q. Nubia Judith Valcárcel Bolívar- 2021 
 
 
Práctica 4. Modelos atómicos y Espectros 
 
 
Nombre del Estudiante: Andrés Mauricio Alfonso Acevedo 
Código: 201910777 
Fecha:30/08/2021 
Palabras Claves: espectro, fotón, luz, emisión, absorción 
 
Objetivo 
 
Construir espectro de emisión del hidrógeno. 
 
Introducción. 
 
Según los postulados de Borh, un electrón solo pueden tener valores de energía específicos en un 
átomo, los cuales son llamados niveles de energía, y un electrón en un átomo sólo puede cambiar 
de energía pasando de un nivel de energía a otro, al hacerlo el electrón experimenta una transición. 
Cuando un electrón en un nivel de energía mayor pasa a un nivel de energía menor el electrón 
pierde energía la cual se emite como un fotón. 
 
 
Revisión de material didáctico: revisar antes de desarrollar el preinforme e informe. 
 
Espectros de emisión y absorción: https://www.educaplus.org/luz/espectros.html 
Líneas espectrales. https://www.youtube.com/watch?v=0NSbbMG6MY0 
Átomo de hidrogeno manejo del simulador. 
https://www.youtube.com/watch?v=OMqukhfo18Q 
 
Átomo de hidrogeno https://www.youtube.com/watch?v=uLsrRCIZuXU 
 
Preinforme. 
 
1. Qué son los espectros de emisión y absorción de un átomo? 
 
• ESPECTRO DE EMISION 
Los espectros de emisión y absorción de la luz realizada por lo átomos permitieron 
la justificación y ampliación del modelo cuántico. 
Si mediante suministro de energía calorífica, se estimula un determinado elemento 
en su fase gaseosa, sus átomos emiten radiación en ciertas frecuencias visibles que 
constituyen su espectro de emisión. Esta evaluación se pudo verificar por medio 
de un tubo de descarga, que es un tubo de vidrio lleno de gas que contiene una 
placa de metal en ambos extremos del tubo. Si se aplica una diferencia de voltaje 
entre las dos placas metálicas, los átomos de gas presentes dentro del tubo 
https://www.educaplus.org/luz/espectros.html
https://www.youtube.com/watch?v=0NSbbMG6MY0
https://www.youtube.com/watch?v=OMqukhfo18Q
https://www.youtube.com/watch?v=uLsrRCIZuXU
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
ESCUELA DE CIENCIAS QUIMICAS 
LABORATORIOS QUÍMICA VIRTUALES 
2 
 
Compilador: M.D.Q. Nubia Judith Valcárcel Bolívar- 2021 
 
absorben suficiente energía para hacer que algunos de sus electrones se 
desprendan. Estos electrones se mueven a través del gas y crean una corriente, que 
eleva algunos electrones a niveles más altos de energía. Luego, los electrones 
vuelven a su estado basal emitiendo radiación electromagnética (luz). La cantidad 
de luz emitida a diferentes longitudes de onda es llamado espectro de emisión. 
 
 
• ESPECTRO DE ABSORCION 
Los átomos no solo emiten fotones, estos también son capaces de absorberlos. Si 
un fotón, golpea un átomo y la energía del fotón es la misma que la brecha entre 
los dos niveles de energía de electrones en el átomo, entonces el electrón en el 
nivel de energía mas bajo puede absorber el fotón y saltar al nivel de energía mas 
alto. En el espectro de absorción los fotones absorbidos aparecen como líneas 
negras porque los fotones de estas longitudes de onda han sido absorbidas y no 
aparecen. De esta manera el espectro de absorción es exactamente el inverso del 
espectro de emisión. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
ESCUELA DE CIENCIAS QUIMICAS 
LABORATORIOS QUÍMICA VIRTUALES 
3 
 
Compilador: M.D.Q. Nubia Judith Valcárcel Bolívar- 2021 
 
2. Realice un mapa conceptual sobre las líneas espectrales vitas en el video. 
 
 
Procedimiento. 
 
Entrar al simulador de Phet colorado, modelos del átomo de hidrógeno en el siguiente link: 
https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/hydrogen-atom/latest/hydrogen-
atom.html?simulation=hydrogen-atom&locale=es 
 
 
https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/hydrogen-atom/latest/hydrogen-atom.html?simulation=hydrogen-atom&locale=es
https://phet.colorado.edu/sims/cheerpj/hydrogen-atom/latest/hydrogen-atom.html?simulation=hydrogen-atom&locale=es
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
ESCUELA DE CIENCIAS QUIMICAS 
LABORATORIOS QUÍMICA VIRTUALES 
4 
 
Compilador: M.D.Q. Nubia Judith Valcárcel Bolívar- 2021 
 
A. Hacer el espectro de emisión del átomo de hidrogeno utilizando el modelo de Borh. 
 
 
 
 
 
 
 
En la grafica se logra observar el espectro emitido por el átomo de hidrogeno al ser bombardeado 
por una fuente de luz blanca. Por un lado se evidencian los fotones emitidos por el electrón que 
orbita alrededor del núcleo del átomo de hidrogeno, pues se logra analisae que estos fotones son 
emitidos debido a que el electrón ha ganado energía la cual hace que el electrón suba de nivel de 
energía, hasta donde este nivel de energía del electrón se encuentra inestable, por lo cual el electro 
vuelve a su estado inicial de energía, en esta transición el electrón emite un fotón con el mismo 
nivel de energía que había adquirido. 
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
ESCUELA DE CIENCIAS QUIMICAS 
LABORATORIOS QUÍMICA VIRTUALES 
5 
 
Compilador: M.D.Q. Nubia Judith Valcárcel Bolívar- 2021 
 
 
Se logra evidencias que el ultra violeta y el infra rojo son los cuales se encuentran en mayor 
cantidad, aunque la luz visible se encuentra en mínima cantidad los colores purpura, azua, 
aguamarina y rojo. 
 
Con el fin de explicar la distribución de frecuencias en la radiación de una cavidad caliente 
(radiación de cuerpo negro), Planck propuso una hipótesis ad hoc, en la que la energía radiante 
sólo podría existir en cuantos discretos, que eran proporcionales a la frecuencia. Esto implicaría 
que los modos más altos, estarían menos poblado y así evitar la catástrofe ultravioleta de la Ley 
de Rayleigh-Jeans. 
 
 
 
La idea cuántica fue pronto adoptada para explicar el efecto fotoeléctrico, se convirtió en parte de 
la teoría de Bohr de los espectros atómicos discretos, y rápidamente formó parte de los 
fundamentos de la teoría cuántica moderna. 
 
B. Hacer el espectro de emisión del átomo de hidrogeno utilizando el modelo de Debroglie 
identificando las series espectrales. 
 
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
UV PURPURA AZUL AGUA
MARINA
VERDE AMARILLO ROJO IR
Título del gráfico
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mod6.html#c1
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mod6.html#c5
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mod6.html#c4
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mod6.html#c4
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mod1.html#c2
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/bohrcn.html#c1
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
ESCUELA DE CIENCIAS QUIMICAS 
LABORATORIOS QUÍMICA VIRTUALES 
6 
 
Compilador: M.D.Q. Nubia Judith Valcárcel Bolívar- 2021 
 
La hipótesis de De Broglie consiste en que, al igual que un fotón lleva consigo una cantidad de 
movimiento p=E/c=h/λ, un electrón moviéndose con velocidad v y teniendo, por lo tanto, una 
cantidad de movimiento p=mv (m es la masa del electrón), tiene una longitud de onda asociada 
λ=h/p. Esta hipótesis del electrón como onda fue confirmada en 1925 por G. P. Thomson, quien 
observó la difracción electrónica (G.P. Thomson era hijo de J.J. Thomson, quien descubrió que el 
electrón “era una partícula” en 1896). 
 
Cuando electrón llega a el sexto 
nivel de energía partiendo del primer 
nivel de energía el fotón liberado 
tiene una longitud de onda de 92 nm 
 
Cuando electrón llega a el segundo 
nivel de energía partiendo del primer 
nivel de energía el fotón liberado 
tiene una longitud de onda de 97 nm. 
 
Cuando electrón llega a el tercer 
nivel de energía partiendo del primer 
nivel de energía el fotón liberado 
tiene una longitud de onda de 7400 
nmUNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
ESCUELA DE CIENCIAS QUIMICAS 
LABORATORIOS QUÍMICA VIRTUALES 
7 
 
Compilador: M.D.Q. Nubia Judith Valcárcel Bolívar- 2021 
 
 
Cuando electrón llega a el cuarto 
nivel de energía partiendo del primer 
nivel de energía el fotón liberado 
tiene una longitud de onda de 480 
nm 
 
Cuando electrón llega a el quinto 
nivel de energía partiendo del primer 
nivel de energía el fotón liberado 
tiene una longitud de onda de IR 
 
Cuando electrón llega a el sexto 
nivel de energía partiendo del cuarto 
nivel de energía el fotón liberado 
tiene una longitud de onda de 4050 
nm 
 
 
 
 
 
 
Conclusiones. 
• La evolución de los modelos atómicos indica que la ciencia siempre está en constante 
avance y que cada día se conoce algo nuevo, el átomo inició como una partícula indivisible 
y posteriormente se logró dividir, es decir, que la materia es divisible y además que es 
discontinua y los experimentos que lo demostraron fueron: 
• Aprendimos que el espectro de líneas no solamente nos muestra en que longitud de onda 
la luz (fotones) causan esos pequeños saltos de energía de los electrones, sino que nos 
permite saber con exactitud si tenemos pro ejemplo el espectro de una estrella (el Sol) los 
https://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtml
https://www.monografias.com/trabajos12/sol/sol.shtml#sol
 
UNIVERSIDAD PEDAGÓGICA Y TECNOLÓGICA DE COLOMBIA 
ESCUELA DE CIENCIAS QUIMICAS 
LABORATORIOS QUÍMICA VIRTUALES 
8 
 
Compilador: M.D.Q. Nubia Judith Valcárcel Bolívar- 2021 
 
componentes que tiene esa estrella o lo vapores u elementos que están en aquella estrella, 
relacionando las longitudes de onda a los espectros atómicos de cada elemento. 
 
Relacionar la bibliografía consultada 
 
• Photoelectric Effect. (s. f.). hyperphysics. Recuperado 31 de agosto de 2021, de 
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mod2.html 
• Quantum processes. (s. f.). hyperphysics. Recuperado 31 de agosto de 2021, de 
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mod5.html#c2 
• Sánchez del Río. Física Cuántica. Ed. Pirámide, 1997. 
Microsoft Word - ModeloAtomicoDeDeBroglie2.doc (uned.es) 
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mod2.html
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/mod5.html#c2
http://ocw.innova.uned.es/fisicas/contenidos/pdf/moderna/ModeloAtomicoDeDeBroglie.pdf