Regla de las diagonales

Sirve para determinar el mapa de configuración electrónica (o periódica) de un elemento.

En otras palabras, la secuencia de ocupación de los orbitales atómicos la podemos graficar usando la regla de la diagonal, para ello debemos seguir la flecha roja del esquema de la derecha, comenzando en 1s; siguiendo la flecha podremos ir completando los orbitales con los electrones en forma correcta.
Los valores que se encuentran como superíndices indican la cantidad máxima de electrones que puede haber en cada subnivel (colocando sólo dos en cada orbital de los subniveles).

Número Atómico

En química, el número atómico es el número total de protones que tiene el atomo. Se suele representar con la letra Z (del alemán: Zahl, que quiere decir número) y es la identidad del átomo, y sus propiedades vienen dadas por el número de partículas que contiene. Los átomos de diferentes elementos tienen diferentes números de electrones y protones. Un átomo en su estado natural es neutro y tiene número igual de electrones y protones. Un átomo de sodio Na tiene un número atómico 11, posee 11 electrones y 11 protones. Un átomo de magnesio Mg, tiene número atómco 12, posee 12 electrones y 12 protones, y un átomo de uranio U, que tiene número atómico 92, posee 92 electrones y protones. Se coloca como subíndice a la izquierda del símbolo del elemento correspondiente. Por ejemplo, todos los átomos del elemento hidrógeno tienen 1 protón y su Z = 1; esto sería ₁H. Los de helio tienen 2 protones y Z =2; asimismo ₂He. Los de litio, 3 protones y Z = 3,…

Si el átomo es neutro, el número de electrones coincide con el de protones y nos lo da Z. En 1913 Henry Moseley demostró la regularidad existente entre los valores de las longitudes de onda de los rayos X emitidos por diferentes metales tras ser bombardeados con electrones, y los números atómicos de estos elementos metálicos. Este hecho permitió clasificar a los elementos en la tabla periódica en orden creciente de número atómico. En la tabla periódica los elementos se ordenan de acuerdo a sus números atómicos en orden creciente.

Configuración Electrónica

La configuración electrónica del átomo de un elemento corresponde a la ubicación de los electrones en los orbitales de los diferentes niveles de energía. Aunque el modelo de Scrödinger es exacto sólo para el átomo de hidrógeno, para otros átomos es aplicable el mismo modelo mediante aproximaciones muy buenas.

La manera de mostrar cómo se distribuyen los electrones en un átomo, es a través de la configuración electrónica. El orden en el que se van llenando los niveles de energía es: 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 4s, 3d, 4p. El esquema de llenado de los orbitales atómicos, lo podemos tener utilizando la regla de la diagonal, para ello debes seguir atentamente la flecha del esquema comenzando en 1s; siguiendo la flecha podrás ir completando los orbitales con los electrones en forma correcta.

Ley de las proporciones constantes

En 1799. Joseph Proust (1754-1826) estableció que "Cien libras de cobre, disuelto en ácido sulfúrico o nítrico y precipitado por carbonato de sodio o potasio, producen invariablemente 180 libras de carbonato de color verde." Esta observación y otras similares constituyeron la base de la Ley de Proust, o la Ley de las proporciones definidas:

Todas las muestras de un compuesto tienen la misma composición, es decir, las mismas proporciones en masa de los elementos constituyentes.

 Para ver cómo se cumple la Ley de Proust, considere el compuesto agua. El agua contiene dos átomos de hidrógeno (H) por cada átomo de oxígeno (O), un hecho que puede representarse simbólicamente por una fórmula química, la conocida fórmula H2O. Las dos muestras descritas a continuación tienen las mismas proporciones de los dos elementos, expresadas como porcentajes en masa. Por ejemplo, para determinar el porcentaje en masa de hidrógeno, simplemente se divide la masa de hidrógeno por la masa de la muestra y se multiplica por 100. En cada muestra se obtendrá el mismo resultado: 11,9 por ciento de H.

Ley de la conservación de la masa

La combustión,  uno de los grandes problemas de la química del siglo XVIII, despertó el interés de Lavoisier porque éste trabajaba en un ensayo sobre la mejora de las técnicas del alumbrado público de París. Comprobó que al calentar metales como el estaño y el plomo en recipientes cerrados con una cantidad limitada de aire, estos se recubrían con una capa de calcinado hasta un momento determinado en que ésta no avanzaba más. Si se pesaba el conjunto (metal, calcinado, aire, etc.) después del calentamiento, el resultado era igual al peso antes de comenzar el proceso. Si el metal había ganado peso al calcinarse, era evidente que algo del recipiente debía haber perdido la misma cantidad de masa. Ese algo era el aire. Por tanto, Lavoisier demostró que la calcinación de un metal no era el resultado de la pérdida del misterioso flogisto, sino la ganancia de algo muy material: una parte de aire.

La experiencia anterior y otras más realizadas por Lavoisier pusieron de manifiesto que si tenemos en cuenta todas las sustancias que forman parte en una reacción química y todos los productos formados, nunca varía la masa. Esta es la ley de la conservación de la masa, que podemos enunciarla, pues, de la siguiente manera:

"En toda reacción química la masa se conserva, esto es, la masa total de los reactivos es igual a la masa total de los productos"

Plan de trabajo ( Practica 1 )

Bases Teóricas:

Los rayos catódicos son corrientes de electrones observados en tubos de vacío, es decir los tubos de cristal que se equipan por lo menos con dos electrodos, un cátodo (electrodo negativo) y un ánodo (electrodo positivo) en una configuración conocida como diodo. Cuando se calienta el cátodo, emite una cierta radiación que viaja hacia el ánodo. Si las paredes internas de vidrio detrás del ánodo están cubiertas con un materialfluorescente, brillan intensamente. Una capa de metal colocada entre los electrodos proyecta una sombra en la capa fluorescente. Esto significa que la causa de la emisión de luz son los rayos emitidos por el cátodo al golpear la capa fluorescente. Los rayos viajan hacia el ánodo en línea recta, y continúan más allá de él durante una cierta distancia. Este fenómeno fue estudiado por los físicos a finales del siglo XIX, otorgándose unpremio Nobel a Philipp von Lenard. Los rayos catódicos primeramente fueron producidos por los tubos de Geissler. Los tubos especiales fueron desarrollados para el estudio de estos rayos por William Crookes y se los llamó tubos de Crookes. Pronto se vio que los rayos catódicos están formados por los portadores reales de la electricidad que ahora se conocen como electrones. El hecho de que los rayos son emitidos por el cátodo, es decir el electrodo negativo, demostró que los electrones tienen carga negativa.

Los rayos catódicos se propagan en línea recta en ausencia de influencias externas e independientemente de dónde se sitúe el ánodo, pero son desviados por los campos eléctricos o magnéticos (que pueden ser producidos colocando los electrodos de alto voltaje o imanes fuera del tubo de vacío - esto explica el efecto de los imanes en una pantalla de TV). El refinamiento de esta idea es el tubo de rayos catódicos (CRT), también conocido como tubo de Crookes (porque fue inventado el 1875 por William Crookes). El CRT es la clave en los televisores, los osciloscopios, y las cámaras de televisión vidicon.

Las principales propiedades de los rayos catódicos son las mostradas a continuación:

·         Los rayos catódicos salen del cátodo perpendicularmente a su superficie y en ausencia de campos eléctricos o magnéticos se propagan rectilíneamente.

·         Son desviados por un campo eléctrico, desplazándose hacia la parte positiva del campo.

·         Son desviados por campos magnéticos.

·         Producen efectos mecánicos; la prueba de ello es que tienen la capacidad de mover un molinete de hojas de mica que se interpone en su trayectoria.

·         Transforman su energía cinética en térmica, elevando la temperatura de los objetos que se oponen a su paso.

·         Impresionan placas fotográficas.

·         Excitan la fluorescencia de algunas sustancias, como pueden ser el vidrio o el sulfuro de cinc.

·         Ionizan el aire que atraviesan.

El Tubo de Crookes es un cono de vidrio con 1 ánodo y 2 cátodos. Es una invención pero más en parte una innovación del científico William Crookes en el siglo XIX, y es una versión más evolucionada del desarrollo del Tubo de Geissler.

Consiste en un tubo de vacío por el cual circulan una serie de gases, que al aplicarles electricidad adquieren fluorescencia, de ahí que sean llamados fluorescentes. A partir de este experimento (1895) Crookes dedujo que dicha fluorescencia se debe a rayos catódicos, que consisten en electrones en movimiento, y, por tanto, también descubrió la presencia de electrones en los átomos.

Al final del cono de vidrio, una banda calentada eléctricamente, llamada cátodo, produce electrones. Al lado opuesto, una pantalla tapada de fósforo forma un ánodo el que está conectado al terminal positivo del voltaje (unos cien voltios), del cual su polo negativo está conectado al cátodo.

Crookes para comprobar la penetrabilidad de rayos catódicos, debe realizar un tercer tubo, el cual llama la cruz de Malta, ya que entre el cátodo y el ánodo está localizado un tercer elemento, una cruz hecha de Zinc, un elemento muy duro.

El experimento consistía en que el rayo se estrellaba contra la cruz y la rodeaba, para posteriormente generar una sombra al final del tubo. Con este tubo es posible demostrar que los rayos catódicos se propagan en línea recta. Una pantalla metálica con forma de cruz de Malta, se dispone de modo que intercepte el haz de los rayos catódicos, produciendo una zona de sombra sobre la pantalla que satisface las leyes de la propagación de las ondas rectilíneas.

Objetivos:

Conocer las propiedades de los rayos catódicos para establecer que la materia tiene cargas eléctricas y observar los espectros de emisión de algunas sustancias mediante experimentos donde se manifiesten estas propiedades, para comprender que la materia tiene cargas eléctricas.

Hipótesis:

La trayectoria de los rayos catódicos sea recta.

Cuando se acerque el imán se desvían.

Que cada sustancia que se acerque a la flama sea un color diferente.

Cuando la luz pasa por el espectroscopio sea del mismo color que cuando lo acercas a la flama.

Procedimiento:

EXPERIMENTO NO 1. PROPIEDADES DE LOS RAYOS CATODICOS

Conecta la bobina tesla a un tomacorriente y acerca el electrodo al cátodo del tubo de rayos catódicos y observa. Acerca el imán al tubo y observa.

Repite la operación con el tubo de la cruz de Malta y después con el del molinete.

EXPERIMENTO NO 2. ESPECTROS DE EMISION

Toma por medio del alambre de la porta asa un poco de sustancia y colocala a la flama del mechero, observa la coloración de la flama en forma directa y luego por el espectroscopio de: cloruro de sodio, cloruro de litio, cloruro de potasio, cloruro de estroncio, cloruro de bario y cloruro de cobre.

NOTA: Antes de poner a la flama una sal en el alambre, introduce este en el vaso que contiene acido clorhídrico para lavarlo, y en seguida ponlo a la flama del mechero con el fin de eliminar impurezas. Repite la operación hasta que el alambre no de coloración a la flama.

EXPERIMENTO NO 3. ESPRECTROS OPTICOS

Monta el tubo de descarga de Hidrogeno en el soporte universal por medio de las pinzas, acerca la bobina tesla a uno de los extremos, observa la luz producida, primero de manera directa y después con el espectroscopio. Repite la operación con los otros tubos de descarga.

Bibliografía:

http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/catodicos/aulacatodicos.pdf

http://www.upct.es/seeu/_as/divulgacion_cyt_09/Libro_Historia_Ciencia/web/tubos_de_crookes.htm

Teoria de bohr

TEORIA DE BOHR

Es el que describe al átomo como un núcleo pequeño y cargado positivamente, el cual se encuentra rodeado por electrones que viajan en órbitas circulares alrededor del núcleo. Esto, en estructura, sería similar a la estructura del sistema solar que habitamos, con la diferencia de que las fuerzas electroestáticas que causan atracción en lugar de gravedad.

Este modelo de Bohr significó una gran mejora con respecto a los modelos anteriores (modelo cúbico, Saturniano, etcétera); aunque hay quienes relacionan al modelo de Bohr con el de Rutherford, por lo cual en algunos sitios figura como "modelo Rutherford-Bohr".