Download Modelo Mecano Cuántico

Asignatura: Química 1° Medio
Profesora: Patricia Berríos M.
TRABAJO EVALUATIVO
AE: Describir
investigaciones científicas clásicas o contemporáneas relacionadas con el Modelo Mecano
Cuántico
NOMBRE:_________________________________________ CURSO: ___________ NOTA ____________
Pje Total 29
Exigencia 60%
Pje Obt. ___________
I. Analice la lectura y responda las preguntas que se formulan
A principios del siglo XX, la comprensión de los conceptos físicos: Radiación electromagnética, Efecto fotoeléctrico
y Espectros atómicos, consiguieron poner en duda el modelo atómico propuesto por Rutherford.
En 1913, el físico danés Niels Bohr (1885 – 1962), teniendo en cuenta algunos conceptos de la Física clásica y de
la Teoría de los Cuantos de Planck, fue capaz de postular un nuevo MODELO para el átomo de hidrógeno.
Postulados del Modelo de Bohr.
1.- En el átomo de hidrógeno existe un número de órbitas permitidas o estados estacionarios, en los que el electrón
puede girar sin emitir energía, es decir, haciendo del átomo un sistema estable.
2.- Cuando el átomo absorbe o emite energía en forma de radiación, el electrón se mueve de una órbita a otra.
3.- Dentro de las órbitas permitidas o estados estacionarios, los principios de la Física clásica son válidos, pero cuando
el electrón salta de una de estas órbitas a otra (emisión o absorción de radiación), el proceso es controlado por la teoría
cuántica de Planck y Einstein.
4.- Los diferentes estados estacionarios quedan descritos por un número entero, llamado número cuántico principal
(n).
El modelo de Bohr explica perfectamente el espectro atómico del hidrógeno, un átomo formado por un protón y un
electrón, pero no se puede aplicar a la explicación de los espectros de átomos que contienen más de un electrón: los
átomos polielectrónicos.
A. ¿Qué descubrimientos o conceptos físicos pusieron en duda el Modelo atómico que propuso Rutherford?
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__________________________________________________________________________ (1 pto)
B. Suponga que tenemos un átomo con 5 protones y 5 electrones. ¿Se podrán explicar los espectros de este
átomo con el Modelo de Bohr? ¿Por qué?
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_______________________________________________________________________________(2 ptos)
C. ¿Qué es un átomo polielectrónico?
(1 pto)
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D. ¿Cómo se define el concepto de Órbita? Y ¿Qué sucede cuando un electrón cambia de una órbita a otra?
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____________________________________________________________________________ (2 ptos)
Naturaleza y comportamiento del electrón. En 1924, el físico francés Louis De Broglie (1892 – 1977),
considerando los argumentos de Einstein sobre la naturaleza ondulatoria de la luz que presentaba también
características de partícula, lo llevó a hacer la siguiente consideración inversa: “¿Por qué los electrones de naturaleza
probada como partículas, no pueden tener también características de onda?” Aún más, “¿Por qué no podría llegar toda la
materia a presentarse como ondas?” Así, De Broglie propuso que una partícula de masa m, como el electrón, que está
en movimiento, tiene una onda asociada.
En 1927, tras una serie de experimentos que impulsaron el desarrollo del microscopio electrónico, la hipótesis de
De Broglie pudo ser confirmada experimentalmente. Esta hipótesis logró aclarar las condiciones cuánticas del modelo de
Bohr.
E. ¿¿Por qué podemos afirmar que el electrón tiene un doble comportamiento? (1 pto)
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F. ¿Cómo influyó el trabajo del científico francés Louis De Broglie en los avances tecnológicos y en el estudio
del átomo? (2 ptos)
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La discrepancia (desacuerdo) entre un modelo científico y la experiencia es un hecho característico en la
búsqueda de nuevos conocimientos en la historia de la ciencia. En el caso de la Química, tratar de explicar el espectro y
otras propiedades de átomos distintos del hidrógeno, requiere del uso de un modelo más complejo: el Modelo
Mecánico- Cuántico del átomo.
Principio de incertidumbre de Heisenberg. De acuerdo al modelo de Bohr, el electrón del átomo de hidrógeno
gira en torno al núcleo en una trayectoria bien definida, de modo que su posición y cantidad de movimiento son
magnitudes que podrían calcularse con toda precisión y en todo instante.
Sin embargo, en 1926, Werner Heisenberg(1901 – 1976) sostuvo que no era posible tal descripción. Él decía: “Es
imposible conocer simultáneamente la posición, el momento lineal (masa por velocidad) y la energía de una partícula.
Cuanto más exacta sea la determinación de una de ellas, más inexacta será la de la otra”. Esta hipótesis se conoce hoy
con el nombre de principio de incertidumbre de Heisenberg. A medida que se determina la posición con más
exactitud, la cantidad de movimiento se hace más imprecisa.
G. Según el texto: ¿Para qué se utiliza el Modelo Mecano cuántico? (1 pto)
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H. ¿Por qué, lo que estableció el científico Heisenberg, se conoce como “principio de incertidumbre? ¿De qué
partícula habla? (2 ptos)
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En 1927, el físico austriaco Erwin Schrodinger(1887 – 1961) describió el comportamiento del electrón en un
átomo, de acuerdo a consideraciones estadísticas.
Erwin Schrodinger consideró que la trayectoria definida del electrón (en órbitas), según Bohr, debe sustituirse por la
probabilidad de hallarlo en una zona dada del espacio atómico; esta probabilidad es también la densidad electrónica, de
modo que las regiones donde existe una alta probabilidad de encontrar al electrón (orbitales atómicos), son las zonas
de alta densidad electrónica.
Con la teoría de Erwin Schrodinger queda establecido que los electrones no giran en órbitas alrededor del núcleo
tal como lo había propuesto Niels Bohr, sino que en orbitales, que corresponden a regiones del espacio en torno al
núcleo donde hay una alta probabilidad de encontrar a los electrones.
Bajo este planteamiento, los estados de energía permitidos para el electrón en el átomo, llamados orbitales, quedan
descritos por medio de cuatro números cuánticos:
I. Compara los conceptos Orbita y Orbital. Señala una diferencia y una semejanza
(1 pto)
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J. ¿Cuál es la función que cumplen los números cuánticos? (2 ptos)
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K. ¿Qué diferencia se puede observar entre el Modelo de Bohr y La Teoría atómica de Schrodinger?
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_____________________________________________________________________________(2 ptos)
II.- LAS SIGUIENTES IMÁGENES CORRESPONDEN A MODELOS ATÓMICOS MODERNOS.
1
2
L. Ordénalos cronológicamente:
(1 pto)
3
4
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M. Completa la información en relación a estos Modelos, en la tabla siguiente: (3 ptos c/línea)
Modelo
Autor
Características
¿Por qué se cambió?