Ideas clave
Un átomo tiene un núcleo pequeño de protones y neutrones rodeado de electrones en capas y orbitales. La luz se emite o se absorbe cuando los electrones pasan de un nivel de energía a otro.
- El número atómico Z es el número de protones. El número másico A es protones más neutrones, así que neutrones = A − Z.
- Los electrones llenan capas de capacidad 2n², divididas en subcapas s, p, d y f que contienen 2, 6, 10 y 14 electrones.
- La luz cumple c = λν y cada fotón tiene E = hν. Una línea del hidrógeno proviene de un salto entre niveles n₂ → n₁, dado por 1 ÷ λ = R(1 ÷ n₁² − 1 ÷ n₂²) con R = 1,097 × 10⁷ m⁻¹.
- Cuanto menor es la longitud de onda, mayor es la frecuencia y la energía del fotón.
Ecuaciones clave
c = λνE = hν = hc ÷ λ1 ÷ λ = R(1 ÷ n₁² − 1 ÷ n₂²)neutrons = A − Zelectrons in shell n: 2n²
Ejemplo resuelto
La línea roja de Balmer del hidrógeno es el salto n = 3 → 2. 1 ÷ λ = 1,097 × 10⁷ × (1 ÷ 4 − 1 ÷ 9) = 1,52 × 10⁶ m⁻¹, así que λ = 656 nm. La frecuencia es 3,00 × 10⁸ ÷ 656 × 10⁻⁹ = 4,57 × 10¹⁴ Hz y la energía del fotón es 1240 ÷ 656 = 1,89 eV. Otro ejemplo: el uranio-235 tiene 235 − 92 = 143 neutrones.
Errores comunes
- Confundir el número másico con la masa atómica de la tabla periódica, que es un promedio de los isótopos.
- Mezclar nanómetros y metros al usar la fórmula de Rydberg.
- Pensar que un salto mayor entre niveles da una longitud de onda mayor. Da una menor.
Práctica
Ponte a prueba con preguntas de práctica sobre este tema: Estructura atómica y luz