Physics 2000 Science Trek Elements as Atoms

Más allá del Atomo de Hidrógeno

Yo quisiera saber más sobre otros elementos aparte del hidrógeno. Usted ha dicho que cada elemento tiene su propio conjunto de líneas espectrales, y dijo que ellas eran explicadas por los niveles de energía y saltos cuánticos y otras cosas, pero realmente solo hemos analizado el átomo de hidrógeno.

Ah, admiro su perspicacia. Es verdad, hay bastantes más cosas en el cielo y la tierra que solamente hidrógeno--más de 114 diferentes elementos se han descubierto o creado en el laboratorio. Permítanme mostrarles una tabla periódica de elementos interactiva, que vá hasta el número 36, Kriptón (Kr). La tabla ya debería haberse abierto en otra ventana si su navegador entiende javascript; de lo contrario haga click aquí: para abrirla ahora.

Hey, si se hace click en diferentes elementos, se pueden ver sus líneas espectrales, y cuántos electrones tienen. Pero qué significan la s.p y d?

Bueno...comencemos por el principio, con nuestro viejo amigo el hidrógeno; hagan click sobre él en la tabla. Tiene solo un protón, con un electrón...yo no diría 'orbitando' alrededor de él, porque eso pertenece al revaluado modelo de Rutherford, sino más o menos desplazándose a su alrededor en una forma poco definida.

Usted quiere decir como en una de esas nubes de probabilidad en en modelo de Schrödinger?


Precisamente. Cada forma de nube representa un "estado" diferente del electrón. Ya hemos hablado sobre niveles de energía; el nivel de energía de un electrón es una de las cosas que hace un estado diferente de otro. Cada nivel, o estado, tiene una energía específica para el electrón y un conjunto específico de probabilidades para su aparición en diferentes lugares.


Las líneas espectrales de un átomo de hidrógeno son creadas cuando el elctrón salta de un nivel a otro--yo recuerdo que hablamos del asunto.

Muy bien; ahora el Helio, el siguiente elemento en linea, tiene dos protones y en el átomo neutro, dos electrones...

No entiendo lo que quiere decir con "en el átomo neutro". Acaso no tiene siempre dos electrones?

Un elemento dado tiene siempre el mismo número de protones, pero el número de electrones puede variar. Sin embargo, cuando un átomo es eléctricamente neutro, tal como lo hemos representado aquí, tiene tantos electrones como protones. Ahora haz click sobre el Helio en la tabla periódica de la otra ventana.

Yo veo dos electrones--pero lo que aún no entiendo es porqué el espectro del helio es tan diferente del espectro del hidrógeno. Si es creado en la misma forma, por esos electrones saltando entre niveles de energía, entonces los niveles en el helio no deben ser los mismos que los del hidrógeno.

Eso es exacto. La diferencia se produce por las partículas cargadas adicionales que se encuentran ahora en este cuadro. Primero, cada electrón está siendo atraído hacia el núcleo por dos veces la cantidad de carga positiva que en el hidrógeno, y eso cambia el conjunto de energías que son "permitidas". Además, los dos electrones cargados negativamente se repelen entre sí, y esto también tiene algún efecto sobre los estados permitidos.

Okay, me parece que entiendo cómo está construida esta tabla periódica. Simplemente se añade otro protón y otro electrón y se obtiene un nuevo elemento con diferentes líneas espectrales.

Eso es esencialmente correcto. Como lo verán, sin embargo, los electrones tienen que ser añadidos de una manera muy particular...