DETERMINACION DE LA NATURALEZA ONDULATORIO DE LA MATERIA.
•Postulados de la relatividad
•Longitud, masa y tiempo relativista
•Relación relativista de masa y energía
•Teoría cuántica y el efecto fotoeléctrico
IDENTIFICACIÓN DE LA ESTRUCTURA ATÓMICA
MODELOS ATÓMICOS
•Dalton
•Thompson
•Rutherford
•BHOR
MODELO CUÁNTICO
•Números cuánticos y orbitales
•Principio de exclusión de Pauli
•Principio de máxima multiplicidad
•Principio de indeterminación de Heisenberg
1. Primer postulado (principio de relatividad)
La observación de un fenómeno físico por más de un observador inercial
debe resultar en un acuerdo entre los observadores sobre la naturaleza de
la realidad. O, la naturaleza del universo no debe cambiar para un
observador si su estado inercial cambia. O, toda teoría física debe ser
matemáticamente similar para cada observador inercial, presentando a lo
sumo variaciones dentro del rango de las condiciones iniciales de la
misma. O, las leyes del universo son las mismas sin que importe el marco
de referencia inercial.
2. Segundo postulado (invariabilidad de c)
La Luz siempre se propaga en el vacío con una velocidad constante c que
es independiente del estado de movimiento del cuerpo emisor y del
estado de movimiento del observador.
http://es.wikipedia.org/wiki/Postulados_de_la_Relatividad_Especial
La longitud se contrae (en la dirección del movimiento) apreciablemente a
velocidades del orden de la velocidad de la luz
Sea Lº la longitud de una barra, a velocidad v, su longitud medida según el
sistema de referencia en reposo será L
.............______
L = Lº.V1-v²/c²
MASA.
La masa, en física, es la cantidad de materia de un cuerpo. Es una propiedad
intrínseca de los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la
masa gravitacional. La unidad utilizada para medir la masa en el Sistema
Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una cantidad escalar y no
debe confundirse con el peso, que es una cantidad vectorial que representa una
fuerza.
La masa es la magnitud física que permite expresar la cantidad de materia que
contiene un cuerpo. En el Sistema Internacional, su unidad es el kilogramo (kg.).
El concepto, que deriva del término latino masa, también permite referirse a la
mezcla que proviene de la incorporación de un líquido a una materia
pulverizada, de la cual resulta un todo espeso, blando y consistente.
http://www.enciclopediadetareas.net/2012/02/unidades-patron-longitudmasa-y-tiempo.html
Los términos masa y energía se usan para varios conceptos distintos, lo
cual puede llevar a confusión. En ciertos contextos, se usan
indistintamente ya que, en teoría de la relatividad existen contextos donde
ambos conceptos son intercambiables. Sin embargo, aún en el uso
relativista existen varias magnitudes diferentes que se interpretan como la
"masa" de una partícula o cuerpo, en particular no deben confundirse:
Masa invariante, también conocida como masa en reposo, que es una
magnitud independiente del observador.
Masa relativista aparente, o simplemente masa aparente, que es una
magnitud dependiente del sistema de referencia que incrementa su valor
con la velocidad.
Masa inercial aparente, sería el cociente entre la fuerza aplicada a una
partícula y el módulo de la aceleración observada.
http://es.wikipedia.org/wiki/Masa_y_energ%C3%ADa_en_la_relatividad_especi
al
El efecto fotoeléctrico consiste en la emisión de electrones por un metal o fibra de
carbono cuando se hace incidir sobre él una radiación electromagnética (luz visible o
ultravioleta, en general). A veces se incluyen en el término otros tipos de interacción
entre la luz y la materia:
Fotoconductividad: es el aumento de la conductividad eléctrica de la materia o en
diodos provocada por la luz. Descubierta por Willoughby Smith en el selenio hacia
la mitad del siglo XIX.
Efecto fotovoltaico: transformación parcial de la energía luminosa en energía
eléctrica. La primera célula solar fue fabricada por Charles Fritts en 1884. Estaba
formada por selenio recubierto de una fina capa de oro.
El efecto fotoeléctrico fue descubierto y descrito por Heinrich Hertz en 1887, al
observar que el arco que salta entre dos electrodos conectados a alta tensión alcanza
distancias mayores cuando se ilumina con luz ultravioleta que cuando se deja en la
oscuridad.
http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_fotoel%C3%A9ctrico
Un modelo atómico es una representación estructural de un átomo, que trata de explicar su
comportamiento y propiedades. De ninguna manera debe ser interpretado como un dibujo de un
átomo, sino más bien como el diagrama conceptual de su funcionamiento. A lo largo del tiempo
existieron varios modelos atómicos y algunos más elaborados que otros:
Modelo atómico de Demócrito, el primer modelo atómico, postulado por el filósofo griego
Demócrito.
Modelo atómico de Dalton, surgido en el contexto de la química, el primero con bases
científicas.
Modelo atómico de Thomson, o modelo del budín, donde los electrones son como las "frutas"
dentro de una "masa" positiva.
Modelo del átomo cúbico de Lewis, donde los electrones están dispuestos según los vértices de
un cubo, que explica la teoría de la valencia.
Modelo atómico de Rutherford, el primero que distingue entre el núcleo central y una nube de
electrones a su alrededor.
Modelo atómico de Bohr, un modelo cuan tizado del átomo, con electrones girando en órbitas
circulares.
Modelo atómico de Sommerfeld, una versión relativista del modelo de Rutherford-Bohr.
Modelo atómico de Schrödinger, un modelo cuántico no relativista donde los electrones se
consideran ondas de materia existente. .
http://concurso.cnice.mec.es/cnice2005/93_iniciacion_interactiva_materia/
curso/materiales/atomo/modelos.htm
http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_at%C3%B3mico
http://es.wikipedia.org/wiki/John_Dalton
El modelo atómico de Dalton fue expuesto en un libro llamado “Nuevo sistema de
filosofía química”, y en síntesis decía lo siguiente:
La materia está formada por partículas pequeñísimas llamadas “átomos”.
Estos átomos no se pueden dividir ni romper, no se crean ni se destruyen en
ninguna reacción química, y nunca cambian.
Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen la misma masa y
dimensiones; por ejemplo, todos los átomos de hidrógeno son iguales.
Por otro lado, los átomos de elementos diferentes, son diferentes; por ejemplo, los
átomos de oxígeno son diferentes a los átomos de hidrógeno.
Los átomos pueden combinarse para formar compuestos químicos. Por ejemplo, los
átomos de hidrógeno y oxígeno pueden combinarse y formar moléculas de agua.
Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y
formar más de un compuesto. Por ejemplo, un átomo de carbono con uno de
oxígeno forman monóxido de carbono (CO), mientras que dos átomos de oxígeno
con uno de carbono, forman dióxido de carbono (CO2)
http://www.educarchile.cl/Portal.Base/Web/VerContenido.aspx?ID=205406
El modelo atómico de Thompson es una teoría sobre la estructura atómica
propuesta en 1904 por Joseph John Thompson, quien descubrió el electrón
en 1898, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. En
dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa
en un átomo positivo, como un budín de pasas (o un panque).Se pensaba que
los electrones se distribuían uniformemente alrededor del átomo. En otras
ocasiones, en lugar de una nube de carga negativa se postulaba con una
nube de carga positiva.
http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_at%C3%B3mico_de_Thomson
El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre la
estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico britániconeozelandés Ernesto Rutherford para explicar los resultados de su
"experimento de la lámina de oro", realizado en 1911.
El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que consideró al
átomo formado por dos partes: la "corteza", constituida por todos sus
electrones, girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo", muy
pequeño, que concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa
del átomo.
Rutherford llegó a la conclusión de que la masa del átomo se concentraba
en una región pequeña de cargas positivas que impedían el paso de las
partículas alfa. Sugirió un nuevo modelo en el cual el átomo poseía un
núcleo o centro en el cual se concentra la masa y la carga positiva, y que en
la zona extra nuclear se encuentran los electrones de carga negativa.
http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_at%C3%B3mico_de_Rutherford
En la teoría de Rutherford (átomo de Rutherford) publicó su modelo atómico
(Modelo atómico de Bohr) en 1913, introduciendo la teoría de las órbitas
cuantificadas, que en la teoría mecánica cuántica consiste en las características
que, en torno al núcleo atómico, el número de electrones en cada órbita
aumenta desde el interior hacia el exterior.
En su modelo, además, los electrones podían caer (pasar de una órbita a otra)
desde un orbital exterior a otro interior, emitiendo un fotón de energía discreta,
hecho sobre el que se sustenta la mecánica cuántica.
El modelo atómico de Bohr o de Bohr-Rutherford es un modelo clásico del
átomo, pero fue el primer modelo atómico en el que se introduce una
cuantización a partir de ciertos postulados (ver abajo). Fue propuesto en 1913
por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener
órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban
espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el
modelo previo de Rutherford). Además el modelo de Bohr incorporaba ideas
tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert Einstein en 1905.
http://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_at%C3%B3mico_de_Bohr
Los números cuánticos son unos números asociados a magnitudes físicas
conservadas en ciertos sistemas cuánticos. Corresponden con los valores
posibles de aquellos observables que conmutan con el Hamiltoniano del
sistema. Los números cuánticos permiten caracterizar los estados
estacionarios, es decir los estados propios del sistema.
En física atómica, los números cuánticos son valores numéricos discretos
que indican las características de los electrones en los átomos, esto está
basado en la teoría atómica de Niels Bohr que es el modelo atómico más
aceptado y utilizado en los últimos tiempos por su simplicidad.
En física de partículas, también se emplea el término números cuánticos
para designar a los posibles valores de ciertos observables o magnitud
física que poseen un espectro o rango posible de valores discreto.
http://es.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero_cu%C3%A1ntico
Un orbital atómico es una determinada función de onda, espacial e
independiente del tiempo a la ecuación de Schrödinger para el caso de
un electrón sometido a un potencial colombiano. La elección de tres
números cuánticos en la solución general señalan unívocamente a un
estado mono electrónico posible.
El nombre de orbital también atiende a la función de onda en
representación de posición independiente del tiempo de un electrón en
una molécula. En este caso se utiliza el nombre orbital molecular.
La combinación de todos los orbitales atómicos dan lugar a la corteza
electrónica representado por el modelo de capas electrónico. Este
último se ajusta a los elementos según la configuración electrónica
correspondiente.
http://es.wikipedia.org/wiki/Orbital_at%C3%B3mico
El principio de exclusión de Pauli es un principio cuántico enunciado por
Wolfang Ernst Pauli en 1925. Establece que no puede haber dos fermiones con
todos sus números cuánticos idénticos (esto es, en el mismo estado cuántico de
partícula individual) en el mismo sistema cuántico ligado.[1] Formulado
inicialmente como principio, posteriormente se comprobó que era derivable de
supuestos más generales: de hecho, es una consecuencia del teorema de la
estadística del spin.
exclusión de Pauli fue formulado para explicar la estructura atómica, y consistía
en imponer una restricción sobre la distribución de los electrones entre los
diferentes estados. Posteriormente, el análisis de sistemas de partículas idénticas
llevó a la conclusión de que cualquier estado debía tener una simetría bajo
intercambio de partículas peculiar, lo cual implicaba que existían dos tipos de
partículas: fermiones, que satisfarían el principio de Pauli, y bosones, que no lo
satisfarían.
Como se ha dicho, el principio de exclusión de Pauli sólo es aplicable a
fermiones, esto es, partículas que forman estados cuánticos anti simétricos y que
tienen espín sementero. Son fermiones, por ejemplo, los electrones y los quarks
(estos últimos son los que forman los protones y los neutrones).
http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_exclusi%C3%B3n_de_Pauli
El principio de máxima duplicidad (regla Hund ), establece que: los
electrones que entran en los orbítales p, d o f ocuparan primero orbítales
con sus giros paralelos en el mismo sentido. También puede expresarse
asi: ningún orbital puede tener dos electrones mientras otro del mismo
subnivel este vació.
Este principio hace referencia que cuando los electrones se van
agregando a los orbítales que tienen la misma energía (llamados
degenerados) lo deben de hacer entrando un electrón en cada orbital de
forma tal que queden desapareados y con spin paralelo antes de que
completar un orbital donde los electrones se encuentran apareados, por
ejemplo el fósforo tiene un numero atómico de 15 sus tres últimos
electrones se encuentran en el subnivel p del nivel 3, la colocación de
estos tres electrones se puede representar de la siguiente manera.
http://www.buenastareas.com/ensayos/Principio-De-M%C3%A1ximaMultiplicidad/905678.html
En mecánica cuántica, la relación de indeterminación de Heisenberg o
principio de incertidumbre establece la imposibilidad de que
determinados pares de magnitudes físicas sean conocidas con precisión
arbitraria. Sucintamente, afirma que no se puede determinar, en
términos de la física cuántica, simultáneamente y con precisión
arbitraria, ciertos pares de variables físicas, como son, por ejemplo, la
posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto
dado. En otras palabras, cuanta mayor certeza se busca en determinar
la posición de una partícula, menos se conoce su cantidad de
movimiento lineal y, por tanto, su velocidad. Este principio fue
enunciado por Werner Heisenberg en 1927.
http://es.wikipedia.org/wiki/Relaci%C3%B3n_de_indeterminaci%C3
%B3n_de_Heisenberg
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