ESTRUCTURA ATÓMICA
I. OBJETIVO
- Observar y efectuar un estudio cualitativo de los espectros de emoción de algunas sustancias.
-observar por medio de un espectroscopio sencillo los espectros producidos por la luz blanca y la excitación de atomos.
II. PRINCIPIOS TEORICOS
El desarrollo de la teoría de la estructura atómica de considero en base a tres aspectos importantes, primero el descubrimiento de la naturaleza eléctrica de la materia, segundo el descubrimiento de que el atomo consiste en un núcleo rodeado de electrones y por último el descubrimiento de las leyes mecanicas que gobiernan la conducta de los electrones. El primer modelo atómico fue ideado por Ruterford, cuyo problema relacionado con los principios de la física intentan ser resueltos por Niels Bohr quien analizó la estructura atómica en términos de la Teoría Cuantica introducida por Plank en 1900.

2.1 Origen de la Teoría Cuantica
Cuando los gases se calientan o se excitan sus atomos o moléculas, emiten una luz de una denominada longitud de onda, se dice que esto constituye un espectro de emisión, por medio de un prisma o de una red de difracción, esta luz se descompone en sus longitudes de ondas constituyentes. Plank describió que podía formular una teoría satisfactoria acerca acerca de la teoría molecular, si suponía que el cuerpo incandescente no emite ni absorbe luz de una determinada longitud de onda, sino que debe emitir o absorber un cierto cuanto de energía luminosa de esta longitud de onda porlo que se concluye de una cantidad de energía luminosa de onda absorbida o emitida por un cuerpo solido es proporcional a frecuencia.
E = h/u
u= c/λ

c: Velocidad de la luz
E: Energía luminosa de frecuencia.
v: Emisión o absorción de la energía luminosa de la longitud de onda.
h: constante de planck
El desarrollo de esta teoría durante la década de 1920 es el resultado de las contribuciones de destacados científicos entre ellos Einstein, Planck (1858-1947), de Broglie, Bohr (1885-1962), Schrödinger (1887-1961) y Heisenberg..
La siguiente figura muestra las modificaciones que ha sufrido el modelo del atomo desde Dalton hasta Schrödinger.


2.2 El analisis espectroscópico
La espectroscopia es una técnica analítica experimental, muy usada en física o química, que se basa en detectar la absorción o emisión de radiación electromagnética de ciertas energías, y relacionar estas energías con los niveles de energía implicados en una transición cuantica. De esta forma, se pueden hacer analisis cuantitativos o cualitativos de una enorme variedad de sustancias. Éstos, conocidos como analisis espectrales consisten específicamente en el estudio de una luz previamente descompuesta en radiaciones monocromaticas mediante un prisma o una red de difracción.
Por otra parte las orbitales del atomo de un elemento químico son tan características del mismo como las huellas digitales de un individuo, y siempre diferentes de las de cualquier otro elemento. Es así como los físicos han podido catalogar el conjunto delas radiaciones luminosas que emite cada uno de los elementos cuando se halla en estado de incandescencia.
La luz que recibimos de una estrella, por ejemplo, consiste en una mezcla de radiaciones, algunas de las cuales provienen de atomos de hidrógeno, de helio, de hierro, etc. Si a esa luz se la hace pasar por una rendija para obtener un haz largo y estrecho, y si éste atraviesa un prisma, las distintas radiaciones quedaran clasificadas, ya que el prisma desvía hacia un extremo las de longitud de onda mas larga (correspondientes a la luz roja) y hacia el otro las de longitud de onda mas corta (luz violeta); entre ambos extremos se ordenaran las ondas de longitud intermedia: anaranjado, amarillo, verde, azul y añil. En suma, así se obtiene un espectro continuo cuyo aspecto es el de una estrecha franja transversal de arco iris.
Entre la emisión de ese espectro por los atomos excitados por el calor de la estrella y su recepción en la Tierra interviene otro fenómeno que es el que permite el analisis espectral. Cada vez que una radiación emitida encuentra, durante su propagación en la misma atmósfera de la estrella, un vapor que contiene atomos del mismo elemento, es absorbido por uno de éstos. Por consiguiente, en el espectro de aquella estrella que se obtendra en la Tierra cada uno de los puestos correspondientes a las longitudes de onda interceptadas quedara falto de luz y en él aparecera una raya oscura. Así, en lugar del espectro de emisión se obtendra un espectro de absorción que contendra en forma de rayas las huellas detodos los elementos químicos existentes en el astro.
2.3 Mechero de bunsen
Mechero Bunsen, dispositivo que se utiliza mucho en los laboratorios debido a que proporciona una llama caliente, constante y sin humo. Debe su nombre al químico aleman Robert Wilhelm Bunsen, que adaptó el concepto de William Faraday del quemador de gas en 1855 y popularizó su uso. El quemador es un tubo de metal corto y vertical que se conecta a una fuente de gas y se perfora en la parte inferior para que entre aire. La corriente de aire se controla mediante un anillo situado en la parte superior del tubo. Cuando su temperatura es mas alta, la llama tiene un cono azul en el centro y puede alcanzar los 1.500 ºC. Los mecheros Bunsen se han visto desplazados en muchos
casos por camisas calentadoras eléctricas.
Partes del mechero: El Mechero Bunsen esta constituido por un tubo vertical que va enroscado a un pie metalico con ingreso para el flujo del combustible, el cual se regula a través de una llave sobre la mesada de trabajo. En la parte inferior del tubo vertical existen orificios y un anillo metalico móvil o collarín también horadado. Ajustando la
posición relativa de estos orificios (cuerpo del tubo y collarín respectivamente), los cuales pueden ser esféricos o rectangulares, se logra regular el flujo de aire que aporta el oxígeno necesario para llevar a cabo la combustión con formación de llama en la boca o parte superior del tubo vertical.
Función del mechero
El mechero es un instrumento de laboratorio de gran utilidad. Fue diseñado con elpropósito de obtener una llama que proporcione maximo calor y no produzca depósitos de hollín al calentar los objetos. La llama del mechero es producida por la reacción química de dos gases: un gas combustible (propano, butano, gas natural) y un gas
comburente (oxígeno, proporcionado por el aire). El gas que penetra en un mechero pasa a través de una boquilla cercana a la base del tubo de mezcla gas-aire. El gas se mezcla con el aire y el conjunto arde en la parte superior del mechero. Deferencia de llamas:
La combustión completa (con exceso de oxígeno) produce agua y dióxido de carbono, una llama poco luminosa y de gran poder calorífico.
La combustión incompleta produce, ademas de dióxido de carbono y agua, carbono, monóxido de carbono y otros productos intermedios, da origen a llamas de bajo poder calorífico y altamente luminoso (debido a la incandescencia de las partículas de carbono que se producen).
Virola
Cañón
Pie
Entrada de Gas
Valvula de control de Gas



III. MATERIALES Y REACTIVOS
Materiales:
* Mechero de bunsen
* Alambre de nicrón
* Fosforo
Reactivos:
* Sal de litio Li
* Sal de bario Ba
* Sal de potasio K
* Sal estroncio Sr
* Sal de calcio Ca
* Sal de cobre Cu
* Sal de sodio Na

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
La técnica para realizar ensayos a la llama es muy simples, se pone una pequeña cantidad de disolución de la muestra de un trozo de alambre, el cual se exponeal contacto de la llama de un mechero. El color de la llama producida sera una indicación del tipo y cantidad de metal presente en la muestra. El alambre debe ser un material que no funda en la llama, ni de un espectro que interfiera en el ensayo
a) Preparar las muestras que seran expuestas a la llama de un mechero de bunsen y observar la emisión de luz característica para cada uno de ellos.
b) Encender el mechero de bunsen, regular con una llama oxidante.
c) Preparar el alambre de nicrón y caliente en la parte mas caliente de la llama. Para eliminar el color amarillento que presentó sera necesario introducir el alambre en el HCl y volver a la llama; repetir la observación hasta conseguir el objetivo.
d) Una vez limpio el alambre introducir nuevamente en el acido y luego en la sustancia problema solida. Si la muestra es cerciorarse de que sea un cloruro de lo contrario debera agregar HCl; la razón es que los cloruros son lo suficientemente volatiles para presentar espectros en la llama de un mechero de bunsen.
e) Mientras sostiene el alambre de nicrón con la muestra en la llama observe el color que mas predomina y anote.
f) Repita la misma operación con las otras sustancias de ensayo.

V. DISCUSION DE RESULTADOS

Nº | SUSTANCIA | COLOR |
1 2 3 4 5 6 7 | Li Ba K Sr Ca Cu Na | Rojo carmín Verde amarillento violeta Naranja fuerteRojo ladrillo Verde limón Amarillo intenso |







VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

* Pudimos identificar sustancias en estado sólido mediante un método que consiste en combustionar la sustancia y depende del color de la luz que emite podremos reconocerla. Esta luz sera de un color definido por una longitud de onda característica de la sustancia, y mediante ella sabremos con que sustancia estamos tratando.
* El mechero Bunsen es una de las fuentes de calor mas sencillas del laboratorio y es utilizado para obtener temperaturas no muy elevadas
* Para realizar exitosamente este método de identificación es necesario tener demasiado cuidado al manipular las sustancias y utensilios en cuestión, ya que facilmente pueden ser contaminadosCuidado los vapores emitidos irritan la garganta.

CUESTIONARIO
1. Teniendo conocimiento de la estructura atómica, explique el comportamiento de los electrones al ser sometidos a altas temperaturas ¿Por qué colorea a la llama?

Los electrones al ser sometidos a altas temperaturas reciben energía; entonces saltan a un nivel superior de energía se dice que esta en estado excitado.
Los colores se deben a atomos del metal que han pasado a estados energéticos excitados debido a que absorben energía de la llama; los atomos que han sido excitados pueden perder su exceso de energía por emisión de luz de una longitud de onda característica. Los compuestos de estos elementos contienen a los atomos metalicos en forma de iones positivos en elestado sólido, no obstante, cuando se calientan a la elevada temperatura de una llama se disocian dando atomos gaseosos y no iones. De aquí que los compuestos confieran a la llama los mismos colores característicos que los elementos. Estas llamas coloreadas proporcionan una vía de ensayo cualitativo muy adecuada para detectar estos elementos en mezclas y compuestos.



2. ¿Cual es la evidencia que confirma que un electrón en un atomo se mueve de un nivel a otro con un “salto” completo, en lugar de hacerlo con un movimiento gradual en espiral?

El estado gradual en espiral del electrón es cuando gira en niveles definidos de energía, es decir no absorbe ni emite energía, se lo asocia a que la tendencia del electrón es estar en su estado mas estable o de menor reactividad energética. Esto tiene su explicación en la teoría de Bohr.
Pero cuando un electrón es excitado por un 'impulso energético externo' /luz, electricidad, calor) puede saltar a una órbita mas alejada de mayor energía (el tamaño del salto depende de la cantidad de energía entregada).

VII. BIBLIOGRAFIA
https://www.tendencias21.net/La-Teoria-Cuantica-una-aproximacion-al-universo-probable_a992.html
https://genesis.uag.mx/edmedia/material/qino/T3b.cfm#top
https://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_espectral
https://mx.answers.yahoo.com/question/index?qid=20070826193114AAstisB
https://html.rincondelvago.com/instrument…
Lister, Ted. (2002). Experimentos de Química clasica. Ed. Síntesis
https://www.educared.org
https://es.answers.yahoo.com