Guia teoria atomica quimica

GUIA I.  Estructura Atómica.

1. ¿En qué consistió el experimento de los rayos catódicos? ¿Qué se demostró? ¿Cuál es su importancia?

1. Explique los siguientes aspectos del experimento de la gota de Millikan:

1. Las gotas de aceite adquieren carga cuando se pulverizan en el atomizador
2. Todo cuerpo cargado posee una carga cuya magnitud es un múltiplo de la carga del electrón.

1. ¿Si los átomos contienen partículas eléctricamente cargadas ¿cómo se explica qué sean neutros?

1. ¿Cuál fue el principal aporte del experimento de Rutherford a la teoría atómica?

1. Cuando la luz de una lámpara de neón se dispersa en un prisma para que forme un espectro, éste no es continuo; más bien, consiste en varias líneas definidas, cada una de una frecuencia específica. Explique en términos generales por qué se produce un espectro de líneas. ¿Cuál es la importancia desde el punto de vista cualitativo y cuantitativo del espectro de líneas de un elemento dado?

1. Investigue y discuta el tipo de experimento realizado que permite hacer las siguientes aseveraciones:

a) Los niveles de energía de un átomo de hidrógeno están cuantizados.

b) De acuerdo al principio de incertidumbre, la posición exacta y el momento para un electrón no puede ser conocido simultáneamente.

c) Los electrones poseen spín.

1. Explique el siguiente hecho experimental: Cuando se calienta en la llama a temperatura elevada, cualquier compuesto que contiene sodio el color de la llama es siempre de un color amarillo intenso

1. ¿Qué se quiere decir cuando se expresa que un átomo está excitado? ¿pierde o gana energía?

1. ¿Qué evidencia directa hay de las propiedades ondulatorias del electrón? ¿Tiene alguna aplicación práctica en estos momentos?

1. a) Describir el modelo de Bohr para el átomo. ¿Por qué se descartó su teoría? ¿Qué evidencia inicial había de que la teoría de Bohr era correcta?

b) ¿Qué cambios en el modelo de Bohr fueron necesarios luego de conocido el principio de incertidumbre?

1. Enumere los siguientes tipos de radiación electromagnética en orden de longitud de onda creciente:

a) Radiación de un horno de microondas.

b) La luz roja emitida por un quemador de un horno eléctrico caliente.

c) La radiación infrarroja emitida por el quemador de un horno eléctrico caliente

d) La luz ultravioleta de una lámpara solar.

1. Describa las contribuciones a la teoría cuántica hecha por los científicos siguientes: a)Planck, b) Einstein, c) Bohr y d) Broglie

1. Calcule la energía, la frecuencia, y la longitud de onda de la radiación asociada para cada una de las transiciones siguientes en el átomo de hidrógeno: a) de n =1 a n = 3; b) de n=5 a n = 2 ¿Durante estas transiciones la radiación se absorberá o se emitirá?

1. a) La teoría cuántica considera que los cambios de energía no son continuos: ¿Por qué no apreciamos este efecto en nuestras actividades de la vida diaria?

b) ¿Por qué no se observa la onda asociada a la carrera de un automóvil?

1. Considerando el experimento del efecto fotoeléctrico, se tiene dos rayos con la misma longitud de onda (cuya frecuencia es mayor que la frecuencia umbral) pero de diferentes intensidades:

a) ¿Cómo será la energía cinética de los electrones emitidos para ambos casos? Justifique su respuesta.

b) ¿ Dónde habrá mayor número de electrones emitidos?. Justifique su respuesta.

c) ¿Qué demostró Einstein con este experimento? Explique.

1. El modelo de Bohr del átomo de hidrógeno contempla la determinación exacta de la posición y el momento del electrón. Explique por qué este modelo es incompatible con el principio de incertidumbre

1. Las longitudes de onda en nm características de algunos elementos son: Ag = 328,1; Fe=372,0;  Ba = 455,4;  Na = 589,6 ;  Cu = 324,8 y Ni = 341,5

a) ¿Cuál elemento emite luz con más alta energía?

b) ¿En el análisis de una muestra desconocida se observó que emite luz con una frecuencia de 6,59 x 1014 s-1 ¿ Cuál de los elementos anteriores es probable que esté en la muestra?

1. Un átomo de un elemento absorbe luz con una longitud de onda de 4200 Å.  Calcular la cantidad de energía absorbida por dicho átomo.

19. Un fotón tiene una longitud de onda de 5,0x103 m.

1. Convierta esta longitud de onda en frecuencia expresada en Hz.
2. ¿Cae esta longitud de onda en la región visible del espectro?
3. Calcule la energía en joules de este fotón.

1. ¿Cuál es la λ en nm de una radiación que tenga un contenido de energía de 1,66x10-24 KJ? ¿En cuál región del espectro electromagnético se encuentra esta radiación?

1. El metal molibdeno puede absorber radiación con una frecuencia mínima de 1,09x1015 s-1 antes de emitir un electrón de su superficie por el efecto fotoeléctrico.

1. ¿Cuál es la mínima energía requerida para producir este efecto?
2. ¿Qué longitud de onda de radiación dará un fotón con esta energía?
3. Si el molibdeno se irradia con luz cuya longitud de onda es 120 nm, ¿cuál es la energía cinética máxima posible de los electrones emitidos?  

22. Al hacer incidir luz con longitud de onda de 0,4 micrómetro (1µm = 10-6 m) contra una superficie de potasio metálico, se liberan electrones con una energía cinética de 5,29x10-23 Kcal ( 1 cal = 4,184 J).  Calcular:

a) La longitud de onda máxima para lo cual se emiten electrones

b) ¿Cuál es la mínima energía que se requiere para separar el electrón en J/mol?

c) Calcule la velocidad del electrón en Km/s.

1. Al incidir luz de 12000 Å sobre los metales sodio y wolframio, determine en cual de ellos se producirá el efecto fotoeléctrico si la frecuencia umbral del sodio es 1,52x1014 s-1 y la longitud de onda umbral del wolframio es de 2,73x10-5 cm.

1. Al hacer incidir sobre una placa metálica, luz de frecuencia  6x1014 s-1 se producen electrones de energía cinética 9,94x10-13 ergios.  ¿A qué velocidad saldrán los fotoelectrones si esta misma placa se irradia con luz de 4200 Å?

1. Hallar la longitud de onda de un fotón emitido por un átomo de hidrógeno cuando se produce un salto del electrón del estado n = 10 al estado fundamental.

1. Un átomo de hidrógeno en su estado fundamental es excitad hasta que su electrón llega al quinto nivel de energía y luego se devuelve al segundo nivel. ¿Cuál es la energía de la radiación emitida?

1. ¿Se emite o se absorbe energía cuando se efectúan las transiciones electrónicas en el átomo de hidrógeno: a) de n = 3 a n = 6;  b) de una órbita con radio 0,53 Å a una con radio 8,46 Å; c) ionización de un electrón a partir de su estado basal.

1. Calcule la energía, la longitud de onda y la frecuencia de la radiación asociada para cada una de las transiciones electrónicas siguientes en el átomo de hidrógeno: a) de n = 1 a n=3; b) de n =2 a n = 5; c) de n = 7 a n = 6.  Durante cada una de estas transiciones, ¿habrá emisión o absorción de energía?

1. Una línea de emisión de hidrógeno en la región visible, con λ = 4343 Å, corresponde a una transición de energía de un nivel n = 5 a un nivel n mas bajo.  ¿Cuál es el valor de n para el nivel mas bajo de energía?

1. Un electrón en la órbita del número cuántico principal nx en el átomo de hidrógeno hace una transición a una órbita n = 4.  El fotón emitido tiene una λ = 18700 Å.  Calcule el valor de nx.

1. Calcule la frecuencia en Hertz de una radiación electromagnética de energía 5x10-22 ergios

1. Calcule la frecuencia de una radiación cuya longitud de onda es de 10200 Å. ¿En qué parte del espectro electromagnético se encuentra esta radiación?

33.        La luz cerca del centro de la región ultravioleta del espectro tiene una frecuencia de 2,73x1016 s-1.  La luz amarilla cerca del centro de la región visible del espectro tiene una frecuencia de 5,54x1014 s-1.  Calcule:

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