Modelo Atómico Actual – Modelo Atómico Cuántico
La teoría de Bohr explicaba muy bien lo que sucedía con el átomo de hidrógeno, pero se presentó inadecuada para esclarecer los espectros atómicos de otros átomos con dos o más electrones.
Hasta 1900 se tenía la idea de que la luz poseía carácter de onda. A partir de los trabajos realizados por Planck y Einstein, este ultimo propuso que la luz sería formada por partículas-onda, o sea, según la mecánica cuántica, las ondas electromagnéticas pueden mostrar algunas de las propiedades características de partículas y vice-versa.
La naturaleza dualistica onda-partícula pasó a ser aceptada universalmente. En 1924, Louis de Broglie sugirió que los electrones hasta entonces considerados partículas típicas, poseerían propiedades semejantes a las ondas.
A todo electrón en movimiento está asociada una onda característica (principio de dualidad)
Entonces, ¿si un electrón se comporta como onda, como es posible especificar la posición de una onda en un instante dado?
Podemos determinar su comportamiento de onda, su energía, o mismo su amplitud sin embargo, no hay posibilidad de decir exactamente donde está el electrón.
Además de esto, considerándose al electrón una partícula, esta es tan pequeña que, si intentásemos determinar su posición y velocidad en un determinado instante, los propios instrumentos de medición irían a alterar esas determinaciones.
Así es que Heisenberg enunció el llamado “Principio de Incertidumbre”
No es posible determinar la velocidad y la posición de un electrón, simultáneamente, en un mismo instante.
En 1926, Erwin Schrödinger, debido a la imposibilidad de calcular la posición exacta de un electrón en la electrosfera, desarrolló una ecuación de ondas (ecuación muy compleja, envolviendo el cálculo avanzado y no intentaremos desarrollarla aquí), que permitía determinar la probabilidad de econtrar el electrón en una region dada del espacio.
Así, tenemos que la región del espacio donde es máxima la probabilidad de encontrar el electrón es llamada de Orbital.
Números Cuánticos
Schrödinger propuso que cada electrón en un átomo tiene un conjunto de cuatro números cuánticos que determinan su energía y el formato de su nube electrónica, de los cuales discutiremos dos:
a- Número Cuántico Principal (n)
El número cuántico principal está asociado a la energía de un electrón e indica en cual nivel de energía está el electrón. Cuando n aumenta, la energía del electrón aumenta y en promedio, el se aleja del núcleo. El número cuántico principal (n) asume valores enteros comenzando por 1.
n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, …
K L M N O P Q
b- Número Cuántico Secundario (é)
Cada nivel energético está constituido de uno o más sub-niveles, los cuales son representados por el número cuántico secundario (é) que está asociado al formato general de la nube electrónica
Como los números cuánticos n y é están relacionados, los valores del número cuántico serán números enteros comenzando por 0 (cero) y yendo hasta un máximo de (n – 1 ).
é = 0, 1, 2, … (n-1)
Para los átomos conocidos, tendremos:
é = 0, 1, 2, 3,
s, p, d, f (tipo de sub-nivel)
O número máximo de elétrons em cada subnível é:
c- Número Cuántico Magnético (m)
Identifica el orbital en que el electrón se encuentra, una vez que cada sub-nivel es compuesto por varios orbitales (apenas sub-niveles s y posee apenas 1 orbital).
Sus valores varían de – a +, inclusive cero, Veamos:
Sub-nivel s: 0
Sub-nivel p: -1 0 1
Sub-nivel d: -2 -1 0 1 2
Sub-nivel f: -3 -2 -1 0 1 2
d- Número cuántico Spin (s)
Indica la orientación del electrón alrededor de su propio eje. Como existen apenas dos sentidos posibles, este número cuántico asume apenas los valores -1/2 y +1/2, indicando la probabilidad del 50% de que el electrón estuviese girando en un sentido o en el otro.