1

Teoria de Bohr: Quan un àtom s’ionitza (perd un electró), es diu que ha estat exitat al

nivell quàntic n= ∞. L’energia de l’electró completament separat del nucli es igual a 0.

A mesura que aumenta l’energia d’un nivell, per tant, el nombre quantic principal n, disminueix la diferència entre dos nivells consecutius.

2

Quan un electró exitat fa una transició de qualsevol nivell quàntic al primer, s’originen radiacions UV, de més i energia (sèrie Lyman).

Les transicions a n=2 formen la sèrie Balmer (visible).

Sèrie Paschen (n=3) son IR.

3

Teoria de Bohr:

4

Teoria de Bohr:

http://www.chem.arizona.edu/~jpollard/fido/atomicspectra.html

5

Teoria de Bohr: Limitacions

No serveix per a àtoms polielectrònics. No es posible explicar els nivells d’energia amb un únic nombre quàntic.

Efecte Zeeman: si se sotmetia els àtoms a camps magnètics apareixien noves línies espectrals.

6

Model d’orbitals: El efecte Zeeman va ser explicat de forma independent per Schrödinger i HeisenbergPrincipi de Boglie: «tota partícula porta una ona asociada»

7

Model d’orbitals:

Más allá del cosmos: https://www.youtube.com/watch?v=YFCrd4RPh1A

8

Model d’orbitals:

https://www.youtube.com/watch?v=nX4ZrC4q_cw

9

• A. Hipòtesi de De Broglie:

• Durant l’inici del segle XX el món científic també volia definir què era la llum?* Hi havia experiments i científics que consideraven la llum una ona

* Hi havia d’altres que consideraven la llum una partícula (fotons)

* La conclusió final a la qual es va arribar:“La llum està formada per una sèrie de partícules (fotons) que es desplacen en forma d’ona electromagnètica”. Es a dir la llum té una qualitat dual: ona-partícula

Al 1924 De Broglie planteja una Tesis revolucionaria:* si la llum es comportava com una ona que té partícules associades (fotons) perquè no tota

partícula ha de tenir també una ona associada?

* es a dir qualsevol partícula en moviment té una ona associada, la longitud d’ona de la qual està relacionada amb la massa i la velocitat que té la partícula.

10

• Quina conclusió podem treure?

• Hi ha diferents lleis en funció de la velocitat (m/s) i la distància(m)

– Per velocitats inferiors a 104 m/s i distancies superiors a 10 -6 m són vàlides les lleis de Newton (Mecànica Clàsica)

– Per velocitats molt elevades és necessari aplicar les lleis de la Mecànica Relativista (Albert Einstein)

– Per distàncies molt petites és necessari aplicar la Mecànica Quàntica

• Objectiu: trobar la GUT (Great Unified Theory) una única teòria vàlida per qualsevol distància i velocitat.

7.4 Model actual de l’àtom. Model quàntic d’orbitals

11

• B. Principi d’incertesa de Heisenberg:

• Al 1927 presenta una model matemàtic que dona resposta a les deficiències del model de Bohr.

• Un dels punts més sorprenents del nou model és el principi d’incertesa:– Al utilitzar la Mecànica Quàntica i aplicar-la als electrons s’observa que no es possible conèixer

a la vegada la seva posició i la seva velocitat .

– Per determinar la posició d’un electró el primer que s’ha de fer és “veure’l”, es a dir hem de fer incidir llum

– Com la llum està formada per partícules, “fotons”, si aquestes reboten contra els electrons, obviament els mouran i canviaran la seva posició i la seva velocitat.

– Si acceptem el principi d’incertesa:• El model de Bohr deixa de ser vàlid l’àtom ja no pot estar en una posició u òrbita definida.

12

• C. Equació de Schorödinger:

• Com hem vist és impossible conèixer amb exactitud la velocitat i la posició d’un electró donat que són partícules(principi incertesa)

• I si considerem la ona que tenen associada?– Això ho va fer Schorödinger al 1926, va aplicar les equacions matemàtiques vàlides per les

ones als electrons (funcions d’ona)

• Les conseqüències d’aquesta teoria són:– Es perd la idea de trajectòria per a l’electró. No es pot precisar on es troba. Tan sols podem parlar de zones on

és més probable trobar l’electró.

– Les zones al voltant del nucli d’un àtom on és més probable trobar l’electró reben el nom d’orbitals.• Pex podem dir que la zona més probable de trobar l’electró de l’hidrogen és a 0,53 A del seu nucli, però no sabrem mai amb

certesa on és.

– En resoldre les equacions matemàtiques o funcions d’ona es troba que aquests orbitals i la energia que pot tenir l’electró en ells queden determinats per 3 números, que diem quàntics. Aquests números tan sols poden tenir certs valors.

– A més, l’electró, té propietats magnètiques pròpies que es poden atribuir a un moviment de rotació sobre ell mateix, que rep el nom d’espín. (4t número quàntic) També l’espin tan sols pot tenir certs valors.

13

- Resum Històric-segle V a. C Demòcrit d’Abdera: filòsof atomista

-segle XVIII: teoria atòmica de Dalton

- 1897: J.J. Thomsom descobriment de l’electró

-1902-1904: primers models atòmics (Kelvin, Thomson, Nagakoa)

-1908: model atòmic de E. Rutherford i descobriment del protó

-1913: model atòmic de N. Bohr

-1932: Chandwick descobriment del neutró

-1923 Compton demostra que la llum te comportament de partícula en determinades circumstàncies.

-1924 De Broglie proposa que les partícules elementals, com els electrons, protons i demés, també es comporten com ones en determinades circumstàncies.

-1925 Schrodinger desenvolupa les matemàtiques de la mecànica ondulatòria de l’electró.

-1925 Heisenberg inventa la formulació de la Mecànica Quàntica.

-1925 Pauli estableix el seu Principi d’Exclusió.

-1926 Schorödinger: Funcions d’ona

-1927 Heisenberg formula el Principi d’Indeterminació.

14

Información extra:

http://es.slideshare.net/moyatoran/fsica-quntica-i-relativitat

http://selectividad.intergranada.com/Quimica/Clase/Tema_2_Atomistica.pdf

http://es.slideshare.net/Feligres48/ejercicios-resueltos-estructura-de-la-materia

https://docs.google.com/viewer?a=v&pid=sites&srcid=ZGVmYXVsdGRvbWFpbnxqb3NlcHNhbmFodWphZWxtZXVsbG9jfGd4OjY4ZTI0Zjg3ZTBkMzk2Mzk

http://ntic.educacion.es/w3/eos/MaterialesEducativos/mem2002/quimica/configuracion.html

Hibridacion orbitales: http://quimicabalafia1415.blogspot.com.es/

https://youtu.be/XFvwJWuLPPQ

https://youtu.be/d1E18tBTlBg