Quimica Organica

UNIDAD 1

Objetivo: relacionar y utilizar las bases de la química moderna en su aplicación para el conocimiento de la estructura atómica.

Teoría cuántica.

¿Qué es la luz?

¿Cómo se clasifica la luz?

Radiacón

Teoría de Planck

Teoría del cuerpo negro

Efecto fotoeléctrico

Espectros de emisión y series espectrales

Teoría atómica de Bohr

Modificaciones de Sommerfeld al átomo de Bohr

Principio de incertidumbre de Heisenberg

1.1. ¿Qué es la luz?

La luz se comporta como onda. Se define como una onda electromagnética que está compuesta por diminutas partículas llamadas fotones, La deflexión de la luz al entrar en un medio de índice de refracción diferente, la deflexión de la luz y la dispersión de ésta que produce el color azul cielo, se explica suponiendo que la luz se comporta como onda.

1.2 ¿Cómo se clasifica la luz?

La luz se puede categorizar de varias formas una de ellas sugiere que puede clasificarse en 3 tipos:

Puntuales: pequeñas lámparas, ideales para iluminación (luz intensa).

Lineales: Proyecta luz difusa y sombras.

De área: superficies que emiten o reflejan luz de manera indirecta.

1.3. Radiación electromagnética.

Está formada por la combinación de campos eléctricos y magnéticos que se propagan a través del espacio en forma de ondas portadoras de energía. Es de la naturaleza dual, y depende del experimento que se esté tomando en consideración para estimar si actúa como una onda o como una partícula.

1.4. Teoría de Planck

Examinó los datos de la radiación que emitían los sólidos calentados a diferentes temperaturas, Planck descubrió que los átomos y las moléculas emiten energía sólo en cantidades discretas o cuanto.

1.5. Teoría del cuerpo negro.

Un cuerpo negro es el material que absorbe y emite todas las longitudes de onda del espectro. Un cuerpo negro experimental podría ser un trozo hierro con cavidad en su interior. Si el hierro se calienta, se puede medir su temperatura con ciertos instrumentos haciendo un pequeño agujero a la cavidad.

1.6. Efecto fotoeléctrico.

Es un fenómeno en el que los electrones son expulsados desde la superficie de ciertos metales que se han expuesto a la luz de al menos determinada frecuencia mínima, y que se conoce como frecuencia umbral.

1.7. Espectro de emisión y series espectrales.

Los espectros de emisión son los espectros continuos o de líneas de

Radiación emitida por las sustancias.

REGIÓN ESPECTRAL SERIE ESPECTRAL n(b) n(a)

Ultravioleta Lyman 1 2, 3, 4, …

Visible Balmer 2 3, 4, 5, …

Infrarrojo Paschen 3 4, 5, 6, …

Infrarrojo Brackett 4 5, 6, 7, …

Infrarrojo Pfund 5 6, 7, 8, …

1.8. Teoría atómica de Bohr.

Ayuda a explicar el espectro de línea del átomo de hidrógeno. La energía radiante que absorbe el átomo hace que su electrón pase de un estado de energía más bajo a otro estado de mayor energía.

El modelo de Bohr es muy apropiado para explicar los espectros lineales de los átomos de hidrógeno. Describe el origen de diferentes series espectrales que se hallaron en el hidrógeno. El átomo de hidrógeno está en su estado normal o estándar cuando su electrón está en la órbita más baja, o sea n=1, cuando el electrón le excita, se puede elevar a cualquier orbita dependiendo de la cantidad de energía que absorba.

Postulados

*Primer postulado: Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo sin irradiar energía.

*Segundo postulado: No toda órbita para electrón está permitida, tan solo se puede encontrar en órbitas cuyo radio cumpla que el momento angular

*Tercer postular: El electrón solo emite o absorbe energía en los saltos de una órbita permitida a otra.

1.9. Modificaciones de Sommerfeld al átomo de Bohr.

En 1916, Arnold Sommerfeld, con la ayuda de la relatividad de Albert Einstein, hizo las siguientes modificaciones al modelo de Bohr:_

Los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas circulares o elípticas.

A partir del segundo nivel energético existen dos o más subniveles en el mismo nivel.

El electrón es una corriente eléctrica minúscula.

En consecuencia el modelo atómico de Sommerfeld es una generalización del modelo atómico de Bohr desde el punto de vista relativista, aunque no pudo demostrar las formas de emisión de las órbitas elípticas, solo descartó su forma circular.

1.10.Principio de incertidumbre de Heisenberg.

Principio de Incertidumbre de Heisenberg», principio que revela una característica distinta de la mecánica cuántica que no existe en la mecánica newtoniana. Como una definición simple, podemos señalar que se trata de un concepto que describe que el acto mismo de observar cambia lo que se está observando. En 1927, el físico alemán Werner Heisenberg se dio cuenta de que las reglas de la probabilidad que gobiernan las partículas subatómicas nacen de la paradoja de que dos propiedades relacionadas de una partícula no pueden ser medidas exactamente al mismo tiempo. Por ejemplo, un observador puede determinar o bien la posición exacta de una partícula en el espacio o su momento (el producto de la velocidad por la masa) exacto, pero nunca ambas cosas simultáneamente. Cualquier intento de medir ambos resultados conlleva a imprecisiones.

Cuando un fotón emitido por una fuente de luz colisiona con un electrón (turquesa), el impacto señala la posición del electrón. En el proceso, sin embargo, la colisión cambia la velocidad del electrón. Sin una velocidad exacta, el impulso del electrón en el momento de la colisión es imposible de medir.

Problemas

*Si la frecuencia de la lámpara de sodio es de 4.39 x10₁₄ seg-1, calcule la

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