El radio del Electrón del Átomo de Hidrogeno

El radio del Electrón del Átomo de Hidrogeno; El Diámetro del Núcleo del Átomo

Conocimiento Previo: Un átomo tiene una dimensión del orden de 10-9 m. Está compuesto por un núcleo relativamente pesado, el cual tiene dimensiones cercanas al orden de 10-14 m, alrededor del cual se mueven los electrones, cada uno de carga –e (1.6 10-19 C), y de masa me (9.1•10-31 kg).

El núcleo está compuesto por protones y neutrones. El número Z de protones coincide con el número de electrones en un átomo neutro. La masa de un protón o de un neutrón es aproximadamente 1850 veces la de un electrón. En consecuencia, la masa de un átomo es prácticamente igual a la del núcleo.

Sin embargo, los electrones de un átomo son los responsables de la mayoría de las propiedades atómicas que se reflejan en las propiedades macroscópicas de la materia.

El movimiento de los electrones alrededor del núcleo se explica, considerando solamente las interacciones entre el núcleo y los electrones (la interacción gravitatoria es completamente despreciable).

Consideremos dos electrones separados una distancia d, y comparemos la fuerza de repulsión eléctrica con fuerza de atracción entre sus masas.

La intensidad de la interacción gravitatoria es despreciable frente a la interacción electromagnética.

Modelo atómico de Bohr

El modelo de Bohr es muy simple y recuerda al modelo planetario de Copérnico, los planetas describiendo órbitas circulares alrededor del Sol. El electrón de un átomo o ión hidrogenoide describe también órbitas circulares, pero los radios de estas órbitas no pueden tener cualquier valor. Consideremos un átomo o ión con un solo electrón. El núcleo de carga Ze es suficientemente pesado para considerarlo inmóvil, Si el electrón describe una órbita circular de radio r, por la dinámica del movimiento circular uniforme:

En el modelo de Bohr, solamente están permitidas aquellas órbitas cuyo momento angular está cuantizado.

n es un número entero que se denomina número cuántico, y h es la constante de Planck 6.6256•10-34 Js Los radios de las órbitas permitidas son:

donde a0 se denomina radio de Bohr. a0 es el radio de la órbita del electrón del átomo de Hidrógeno Z=1 en su estado fundamental n=1.

Diámetro del Átomo de Hidrogeno

El átomo es la menor porción de un elemento químico que puede ser considerada como tal. Podemos imaginarnos, entonces, que dividiendo progresivamente un elemento en porciones cada vez más pequeñas alguna vez llegaremos al átomo. Cuando queremos medir dimensiones, volúmenes y masas de los átomos, nos enfrentamos a valores extremadamente pequeños, con los que no estamos acostumbrados a trabajar.

Un átomo mide aproximadamente 1 Ångström, es decir una distancia igual a la cien millonésima parte de un centímetro (0,000.000.01cm = 10-8cm, expresado en notación exponencial). Como podríamos analizar esta médida, poniendo un átomo a continuación del otro necesitaríamos alrededor de 10.000.000.000 (diez mil millones) para cubrir la distancia de 1 metro. El átomo es casi todo vacío, su tamaño está determinado por las órbitas más exteriores

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