Micro Clases de Castro
Teoría Cuántica de Max Planck José Luis Castro Soto Licenciado en Química
Ciudad Bolívar, octubre de 2018
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Micro Clases de Castro La Teoría Cuántica de Max Planck Por Lcdo. José Luis Castro
@jlcastro78
@jlcastros78
Nº 13a
D e c i er t o m o d o , el est u d io d e l o s á t o mos no s l l eva a c o nt esta r l a s si g u i entes preg u nt as:
El salto dado de la Física Clásica a la Teoría Cuántica nos ayudó a predecir y entender la función que desempeñan los
¿Qué energía posee
electrones en la química.
un electrón individual?
¿Cuántos electrones están presente en determinado átomo?
¿En qué parte del átomo se encuentran los electrones? L o s pr i m ero s i nt ent os d e l o s f í si c o s d el si g l o X I X pa r a c o m prend er el c o m por tami ento d e l o s á t o mos y m o l écula s no f u er o n ex i t osos d el t o d o . Pero, al suponer que las moléculas se
Sin embargo, este modelo no
comportaban como esferas rígidas
informaba del todo la estabilidad
que rebotan, los físicos fueron
de las moléculas; es decir, no
capaces de predecir y explicar
podían explicar las fuerzas que
algunos fenómenos macroscópicos,
mantenían unidos los átomos.
como la presión que ejerce un gas. P a so m u c ho t i em po pa r a q u e se d esc u b r i er an y a c ept ar a q u e l a s pr o pi ed a d es d e l o s á t o mos y m o l écul as, no so n g o b er nad as po r l a s m i sm a s l eyes f í si c a s q u e r i g en l o s o b jet o s m á s g r a nd es La nueva era de la física comenzó en 1900 con el joven físico alemán Max Karl Ernest Ludwig Planck.
Los físicos siempre habían supuesto que la energía era un proceso continuo y que en el proceso de
radiación se podía liberar cualquier cantidad de energía.
Esto es Química, Amooo la Químicaaa
Los aportes de Max Planck, sin duda revolucionaran y permitirán modificar para siempre el concepto de la naturaleza.
Continuará …
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Micro Clases de Castro La Teoría Cuántica de Max Planck Por Lcdo. José Luis Castro
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Cuando un sólido es sometido a calentamiento,
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Nº 13b
Ejemplos de radiación emitida por sólidos al ser
este emiten radiación electromagnética
calentados, tenemos la luz rojiza de una hornilla eléctrica
que abarcan una amplia gama de
o la luz amarillenta de una lámpara de tungsteno.
longitudes de onda.
Planck, al examinar los datos de la radiación que emitían los sólidos al ser calentados a diferentes temperaturas, descubriendo que los átomos y moléculas emiten energía en cantidades muy particulares.
A f i na l es d el si g l o X I X , i nv est i ga ciones d em o str ar on q u e l a c a nt i da d d e energ í a ra d i a nt e em i ti da po r u n o b jet o a c i er ta t em per atur a d epend í a d e su l o ng i tud d e o nd a .
Es decir, la energía liberada poseen un comportamiento dual, se propagan como una onda electromagnética e interactúan
Sin embargo, la explicación de esta
con otras partículas
dependencia con la teoría ondulatoria
como si fueran
establecida y con las leyes de la termodinámica no era del todo satisfactoria.
P l a nc k reso l vi ó el pr o b l ema su po ni end o d e f o r m a r a d i c a l y a pa r t á nd ose d e l o s c o nc epto s est a b l eci dos, d o nd e l a f í si c a c l á si c a a su m í a q u e l o s á t o mos y l a s m o l écul as em i t í an (o a bso rbí a n) c u a l qui er c a nt i da d a r b i t r ar i a d e ener g í a r a d i a nt e.
partículas portadoras de energía.
Esto es Química, Amooo la Químicaaa
Esto lo logró proponiendo que los átomos o moléculas emitían (o absorbían) energía sólo en cantidades discretas, es decir, como pequeños paquetes o cúmulos.
Continuará …
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Micro Clases de Castro La TeorĂa CuĂĄntica de Max Planck Por Lcdo. JosĂŠ Luis Castro
@jlcastro78
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NÂş 13c
A eso s pa q u etes o c Ăş m ulos, es d ec i r , a esa c a nt i da d m Ă ni m a d e ener g Ă a q u e se po d Ă a em i t ir (o a b so rb er) c o m o r a d i a c iĂłn el ec tr omag nĂŠti ca, P l a nc k l a l l a m Ăł c u a nto o f o t o nes d e energ Ă a . Esto significa que la energĂa radiante de un cuerpo (radiaciĂłn), no puede ser emitida ni absorbida de forma continua, sino en determinados momentos y pequeĂąas cantidades de mĂşltiplos enteros de un valor muy pequeĂąo.
D e a c u erd o c o n P l a nc k , l a ener g Ă a ( E ) d e u n cuanto o fotĂłn d epend e d e l a f rec uenci a d e l a r a d i a c i Ăłn, est a d a d a po r :
A su vez, se relaciona con la longitud
E = hĎ…
de onda (đ??€ ) mediante la ecuaciĂłn:
đ?’„ Ď…=Îť
Donde:
h = constante de Planck (6,63x10-34 J¡s). υ = frecuencia de radiación.
D e a c u erd o a l a t eo r Ă a c u ĂĄ nti ca , l a ener g Ă a si em pr e se em i te en m Ăş l ti pl os d e đ?’‰đ??‚; po r ejem pl o , đ?’‰đ??‚, đ?&#x;?đ?’‰đ??‚, đ?&#x;‘đ?’‰đ??‚, ‌ đ??§đ?’‰đ??‚ Sin embargo, su hipĂłtesis no tuvo
Cuando Planck presentĂł su teorĂa, no
problema para correlacionar los datos experimentales de las
pudo explicar por quĂŠ
P o r l o q u e l a energ Ă a ( E ) t a m b iĂŠn se pu ed e ex presa r:
đ?’„ E=hÎť Donde:
h = constante de Planck. C = velocidad de la luz. đ??€ = longitud de onda.
La idea de que la energĂa debĂa
estar cuantizada o “empaquetadaâ€? tal vez parezca extraĂąa, pero el concepto cuĂĄntico
las energĂas debĂan
emisiones de los sĂłlidos en todas
tiene muchas
ser (finitas), o
las longitudes de onda; todas se
analogĂas.
cuantizadas.
explicaban con su TeorĂa CuĂĄntica.
Por ejemplo, una carga elĂŠctrica estĂĄ cuantizada; sĂłlo puede haber mĂşltiplos enteros de e-, la carga del electrĂłn. La materia misma estĂĄ cuantizada,
Esto es QuĂmica, Amooo la QuĂmicaaa
por el nĂşmero de electrones, protones y neutrones, y el nĂşmero de ĂĄtomos que hay en una muestra de materia tambiĂŠn debe ser un entero.
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En la próxima Micro Clase, estudiaremos el Efecto FotoelÊctrico. Hasta Luego‌
Bibliografía consultada • Chang, R., & Goldsby, K. A. (2013). Química (Undécima ed.). México D. F., México: McGraw Hill / Interamericana, S. A. de C.V. • Mahan, B. (1977). Química, Curso Universitario. (segunda ed.). México D. F., México: Fondo Educativo Interamericano, S. A. de C.V.
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