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CAPÍTULO 7 Teoría cuántica y la estructura electrónica de los átomos
11. La energía del electrón del átomo de hidrógeno está determinada sólo por su número cuántico principal. En los átomos polielectrónicos, el número cuántico principal y el número cuántico de momento angular determinan la energía de un electrón. 12. Dos electrones de un mismo átomo no pueden tener los mismos cuatro números cuánticos (principio de exclusión de Pauli).
13. La distribución electrónica más estable en un subnivel es la que tiene el mayor número de espines paralelos (regla de Hund). Los átomos que tienen uno o más espines no apareados son paramagnéticos. Los átomos que tienen todos los electrones apareados son diamagnéticos. 14. El principio de Aufbau es la guía para la construcción de los elementos. La tabla periódica los clasifica según sus números atómicos y, por tanto, por las configuraciones electrónicas de sus átomos.
Términos básicos Amplitud, p. 276 Átomo polielectrónico, p. 294 Configuración electrónica, p. 301 Cuanto, p. 279 Densidad electrónica, p. 294 Diagrama de contorno de superficie, p. 298 Diamagnético, p. 303 Efecto fotoeléctrico, p. 280
Espectro de emisión, p. 282 Espectro de líneas, p. 283 Estado excitado (o nivel excitado), p. 285 Estado fundamental (o nivel basal), p. 285 Fotón, p. 280 Frecuencia (ν), p. 276 Longitud de onda (λ), p. 276 Metales de transición, p. 309
Nodo, p. 289 Núcleo de gas noble, p. 307 Números cuánticos, p. 294 Onda, p. 276 Onda electromagnética, p. 277 Orbital atómico, p. 294 Paramagnético, p. 303 Principio de Aufbau, p. 307
Principio de exclusión de Pauli, p. 302 Principio de incertidumbre de Heisenberg, p. 293 Radiación electromagnética, p. 277 Regla de Hund, p. 304 Serie de los actínidos, p. 309 Serie de los lantánidos (o de las tierras raras), p. 309
Preguntas y problemas Teoría cuántica y radiación electromagnética
Problemas
Preguntas de repaso
7.7
7.1
7.2
7.3
7.4 7.5
7.6
¿Qué es una onda? Explique los siguientes términos relacionados con las ondas: longitud de onda, frecuencia y amplitud. ¿Cuáles son las unidades de la longitud de onda y la frecuencia de las ondas electromagnéticas? ¿Cuál es la rapidez de la luz, en metros por segundo y en millas por hora? Enumere los tipos de radiación electromagnética. Comience con la radiación que tiene la longitud de onda más larga y termine con la de longitud de onda más corta. Dé los valores máximo y mínimo de longitud de onda que definen la región visible del espectro electromagnético. Explique brevemente la teoría cuántica de Planck y el concepto de cuanto. ¿Cuáles son las unidades de la constante de Planck? Dé dos ejemplos comunes que ilustren el concepto cuántico.
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a) ¿Cuál es la longitud de onda (en nanómetros) de la luz con una frecuencia de 8.6 × 1013 Hz? b) ¿Cuál es la frecuencia en (Hz) de la luz con una longitud de onda de 566 nm? 7.8 a) ¿Cuál es la frecuencia de la luz que tiene una longitud de onda de 456 nm? b) ¿Cuál es la longitud de onda (en nanómetros) de una radiación que tiene una frecuencia de 2.45 × 109 Hz? (Éste es el tipo de radiación empleada en los hornos de microondas.) 7.9 La longitud promedio entre Marte y la Tierra es de 1.3 × 108 millas. ¿Cuánto tiempo tomaría transmitir las imágenes de TV desde el vehículo espacial Viking, estacionado en la superficie de Marte, hasta la Tierra? (1 milla = 1.61 km.) 7.10 ¿Cuántos minutos le llevaría a una onda de radio viajar del planeta Venus a la Tierra? (La longitud promedio de Venus a la Tierra es de 28 millones de millas.) 7.11 La unidad SI de tiempo es el segundo, que se define como 9 192 631 770 ciclos de radiación asociada a cierto pro-
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