Átomo

Teoría atómica de Dalton

Se puede resumir en estos puntos:

-          Los elementos químicos están formados por partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas átomos.

-          Todos los átomos de un elemento químico son iguales.

-          Los átomos de diferentes elementos químicos son diferentes.

-          Los átomos son indestructibles y retienen su identidad en los cambios químicos.

-          Los compuestos se forman cuando átomos de diferentes elementos se combinan entre sí, formando “átomos compuestos” (hoy llamadas moléculas).

Aunque con errores como el no tener en cuenta la existencia de isótopos o la falta de explicación de la estructura interna del propio átomo, este modelo se puede considerar como uno de los pilares de la química.

Modelo atómico de Thomson

Supuso que el átomo era una especie de pudín formado por una masa positiva en la que se encontraban insertados los electrones (partículas que Thomson identifico). Ciertamente no tuvo en cuenta la existencia de protones ni de neutrones que fueron descubiertos posteriormente.

Modelo de Rutherford

Su modelo nos muestra un átomo prácticamente vacío en el que casi toda la masa se concentra en una región muy pequeña llamada núcleo. El núcleo contiene toda la carga positiva. Por tanto, el núcleo contendría los protones (carga positiva) y neutrones (descubiertos más adelante por Chadwick). El resto del átomo contiene la carga negativa pero su masa es despreciable (los electrones tienen una masa unas 1840 veces inferior a la del neutrón o la del protón).

Para hacerse una idea sería como si se encontrase una mosca en una catedral. La catedral sería el átomo y la mosca su núcleo.

Modelo atómico de Bohr

Se basa en el modelo de Rutherford (núcleo y corteza) y explica que los electrones deben estar girando en determinadas órbitas alrededor del núcleo y sólo en esas órbitas. Las órbitas que él supuso eran circulares aunque posteriores variaciones del modelo atómico introdujeron las órbitas elípticas.

Estructura del átomo

El átomo está compuesto de las siguientes partes:

• Un núcleo muy pequeño en el que se encuentra casi toda la masa y en el que se encuentra la carga positiva del átomo.
• La corteza o resto del átomo que rodea el núcleo, tiene una masa despreciable desde un punto de vista químico y contiene toda la carga negativa del átomo.

Las partículas más estables del átomo y que nos interesan en química son:

Partículas	Masa		Carga
	Real	Relativa	Real	Relativa
Protón	1,6726·10-27 kg	1	+  1,602·10-19 C	+1
Neutrón	1,675·10-27 kg	1	0	0
Electrón	9,109·10-31 kg	0	-  1,602·10-19 C	-1

Número atómico

Número atómico es el número de protones que contiene el núcleo, se representa con la letra Z. El número atómico sirve para diferenciar unos elementos de otros:

Dos elementos iguales siempre tienen el mismo número de protones (mismo número atómico). Ejemplo: Cualquier átomo de hidrógeno siempre tendrá un protón.

Dos elementos diferentes nunca tienen el mismo número de protones (distinto número atómico). Ejemplo: La diferencia entre el hidrógeno y el helio, es que el hidrógeno (Z=1) tiene un protón y el helio (Z=2) tiene dos protones.

Si el átomo es neutro (mismo número de cargas positivas y negativas), el número atómico coincide con el número de electrones, sólo en este caso.

Número másico

Número másico es el número de nucleones del núcleo atómico; es decir, el número total de protones (p) más neutrones (n) del átomo (p+n). Se representa con la letra A.

Iones

Son átomos cargados (positivos o negativos). Como el núcleo es intocable con las energías que aparecen en las reacciones químicas, la única forma de que un átomo se cargue eléctricamente es quitando o poniendo electrones:

• Iones positivos, también llamados cationes, son átomos que han perdido electrones. Cada electrón que pierden es una carga positiva que queda en exceso en el núcleo.
• Iones negativos, también llamados aniones, son átomos que han ganado electrones. Cada electrón que ganan es una carga negativa en exceso sobre los protones del núcleo.

Los átomos neutros tienen tantos protones (carga positiva) como electrones (carga negativa). Como ambas partículas tienen la misma carga pero con distinto signo, al tener la misma cantidad de ambas el átomo es neutro.  Cuando quitamos electrones quedan más cargas positivas que negativas. Cuando añadimos electrones tenemos más cargas negativas que positivas.

Masa atómica

Se llama masa atómica de un elemento a la masa de uno de sus átomos medida en unidades de masa atómica, se representa con los símbolos ‘u’ o ‘uma’. La unidad de masa atómica equivale a 1,66·10-²⁷kg. Equivale a la doceava parte de la masa del isótopo de carbono 12.

Si un elemento tiene varios isótopos, el valor que se toma como masa atómica es el promedio de las masas de los isótopos según su abundancia en la naturaleza.

Configuración electrónica

Como sabes en la corteza atómica se encuentran los electrones moviéndose alrededor del núcleo atómico.

Los electrones se encuentran en la corteza en diferentes capas o niveles. En cada capa o nivel se puede situar un número máximo de electrones que viene dado por la expresión:   nº electrones = 2·n², donde n es el número de orden de la capa o nivel.

A su vez, los electrones se encuentran en cada nivel distribuidos en diferentes subniveles denominados con las letras s, p d, f, etc. El número de electrones que cabe en cada subnivel es el siguiente:

Subnivel	Número de electrones que puede haber como máximo
s	2
p	6
d	10
f	14

El tipo de subnivel que puede tener un nivel dado depende del número de electrones máximo del mismo:

Nivel (n)	Número máximo de electrones que se pueden poner (2·n2)	Subniveles que tiene
1	2·12 = 2·1 = 2	s
2	2·22=2·4=8	s p
3	2·32=2·9=18	s p d
4	2·42=2·16=32	s p d f

Números Cuánticos


Los números cuánticos son valores numéricos que nos indican las características de los electrones de los átomos, esto esta basado desde luego en la teoría atómica de Neils Bohr que es el modelo atómico mas aceptado y utilizado en los últimos tiempos.

Los números atómicos más importantes son cuatro:

·  Número Cuántico Principal.

·  Número Cuántico Secundario.

·  Número Cuántico Magnético.

·  Número Cuántico de Spin.
Número Cuántico Principal (n)

El número cuántico principal nos indica en que nivel se encuentra el electrón, este valor toma valores enteros del 1 al 7.
Número Cuántico Secundario (d)

Este número cuántico nos indica en que subnivel se encuentra el electrón, este número cuántico toma valores desde 0 hasta (n - 1), según  el modelo atómico de Bohr - Sommerfield existen además de los niveles u orbitas circulares, ciertas

luz, relexion y espejos

Luz

Hay 3 principales características  de la luz:

·         Propagación rectilínea: la luz viaja en línea directa

·         Reflexión: cuando a luz incide sobre la superficie lisa, aquella retorna al medio original.

·         Refracción: la trayectoria de la luz cambia cuando entra en un medio transparente.

De acuerdo a la teoría corpuscular, se consideraba que partículas muy pequeñas de  masa despreciable eran emitidas por fuentes de luz como el sol o una llama. Dichas partículas viajan hacia afuera de la fuente en líneas rectas y gran velocidad. Cuando las partículas entraban al ojo se estimulaba el sentido de la visión. La propagación rectilínea se explicaba fácilmente en términos de partículas. De hecho, uno de los argumentos más fuertes que apoyaban la teoría corpuscular se basa en esta propiedad. Se pensaba que las partículas producían sombras con contornos bien definidos. Imagen d ondas y luz

Las sombras nítidas que forman los rayos de la luz sugirieron a newton que la luz debiera estar constituida por partículas. Huygens, por su parte, explico que la deflexión de ondas de agua y de las sonoras alrededor de obstáculos, se notaban fácilmente debido a las largas longitudes de onda. El pensó que si la luz fuera una onda con una longitud de onda muy corta, entonces aquella aparecería como una sombra bien definida debido a que la deflexión sería muy pequeña.

También era difícil explicar porque las partículas, viajando en líneas rectas en muchas direcciones, podían cruzarse entre sí sin efecto alguno.  Huygens expreso:

“si, además, centramos nuestra atención, y apreciamos la velocidad extraordinaria con que la luz se dispersa en todas las direcciones teniendo en cuenta el hecho de que ella proviene desde muy diferentes y opuestas direcciones, y que los rayos se interpenetran sin obstruirse entre sí , entonces podemos comprender que cuando vemos un objeto luminoso no puede deberse a la transmisión de materia, que nos alcanza desde el objeto como por ejemplo un proyectil o una flecha que vuela atravez del aire”.

Su argumento lo baso en un principio simple que todavía resultaba útil para describir la propagación de la luz. Supóngase que se deja caer una piedra en una alberca de agua tranquila. Se origina una perturbación que se mueve alejándose del punto de impacto como una serie de ondas concéntricas., en el proceso continua aun después de que la piedra a llegado al fondo de la alberca.

“cualquier punto de onda de un frente de onda que avanza puede considerarse como una fuente de ondas secundarias llamadas pequeñas olas. La nueva posición de frente de onda vuelve a las pequeñas ondas emitidas desde todos los puntos del frente de onda en su posición previa”.

Flujo luminoso

Es aquella fracción de la potencia radiante total emitida por una fuente de luz capaz de afectar el ojo.

En una lámpara común de luz incandescente solo alrededor del 10% de la energía radiante es flujo luminoso. La mayor parte de la potencia radiante no es luminosa el ojo humano no es igualmente sensible a todos los colores,  es decir, una misma potencia radiante de diferentes longitudes de onda no se produce de igual brillo. Para longitudes de ondas mayores y menores la sensibilidad cae rápidamente. Lo que realmente se requiere es una unidad que mida el brillo. Tal unidad es el lumen y se expresa
(lm), se determina por comparación con una fuente estándar. Para determinar la definición del lumen en términos de la fuente tipo, primero debe desarrollarse el concepto de ángulo solido en estereorradianes (sr) se define en la misma forma que un ángulo plano en radianes.

   Rad

Donde: S= es la longitud del arco,  R= es el radio similante se define el ángulo sólido  , que no es otra cosa que la abertura del extremo de un cono obtenido por un segmento del área de la superficie esférica.

Un estereorradián es el ángulo solido obtenido en el centro de una esfera por un área A sobre la superficie que es igual al cuadrado de su radio R.

Ω =  sr

                           

Reflexión

Cuando incide la luz sobre la frontera entre 2 medios, como aire y vidrio, puede suceder una o mas de 3 cosas, parte de la luz incidente sobre la superficie de vidrio se refleja y otra parte pasa por el vidrio. La luz que penetra en el vidrio se absorbe y se transmite parcialmente. La luz que se transmite suele sufrir un cambio de dirección llamado refracción. La reflexión de una luz obedece a la misma ley general de la mecánica que gobierna a otros fenómenos de rebote, el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

Existen 2 leyes básicas de reflexión:

1.- el ángulo de incidencia es igual al ángulo de reflexión.

2.- el rayo incidente, el rayo reflejado y la normal a la superficie se encuentran en un mismo plano.

                                     

Espejos

Espejos planos una superficie muy bien pulida en la que se forma imágenes por reflexión especular de la luz se llama espejo.  Cuando se ve la luz reflejada a un cierto ángulo del espejo, puede deducirse una cosa similar; es decir que la distancia de la imagen P es igual que la distancia al objeto Q. esto es cierto puesto que le ángulo    es igual que el ángulo  .   Para un espejo plano, la distancia del espejo al objeto es siempre de igual magnitud que la distancia a la imagen del mismo. 

P=q

Imagen virtual; es aquella que parece formarse por luz proveniente de la imagen, aunque en realidad los rayos de luz no pasan por ella.

Imagen real; se forma por rayos de luz verdaderos que pasan por ella. Las imágenes reales pueden proyectarse sobre una pantalla.

Puesto que las imágenes virtuales no se forman por rayos reales de luz, no pueden proyectarse sobre una pantalla. El ojo es el uso del principio de refracción para hacer convertir la luz reflejada que parece provenir de la imagen virtual. Asi pues una imagen real se realiza sobre la retina del ojo. Esta imagen que se forma por rayos reales de luz reflejados, es interpretada por  el cerebro como si se hubiera originado en un punto detrás del espejo. El cerebro está condicionado a la propagación rectilínea de la luz, y se confunde cuando de alguna manera se produce un cambio en las direcciones.

Espejos esféricos

El mismo método geométrico aplicado para la reflexión de la luz en un espejo plano puede aplicarse a un espejo curvo. Todavía el ángulo de incidencia es igual que el ángulo de reflexión, pero la normal a la superficie cambia en cada punto a lo largo de la misma. El resultado es una relación compleja entre el objeto y su imagen. La mayor parte de los espejos curvos utilizados en la práctica son esféricos. Un espejo esférico es aquel que puede imaginarse como una porción de una esfera reflectante.

F=

La longitud focal de un espejo cóncavo es igual a la mitad de su radio de curvatura R.

http://acacia.pntic.mec.es/~jruiz27/contenidos.htm