1.5 TEORÍA CUÁNTICA Y CONFIGURACIÓN ELECTRÓNICA

¿Cómo pueden encontrarse los electrones en los átomos de forma que absorban y emitan energía como cuantos?. Para resolver esta pregunta, Bohr sugirió que los electrones deben hallarse en órbitas de cierto tamaño, moviéndose a cierta velocidad. Entonces, los electrones deben tener cierta energía. Si el electrón absorbe energía, se moverá en un orbital de mayor energía y más alejada del núcleo. Si pierde energía, el electrón se moverá en otra órbita más cercana al núcleo. La teoría cuántica indujo la idea de que los electrones en las orbitas, tienen una cantidad de energía (se dice que los electrones se encuentran en ciertos niveles de energía). Bohr aplico estas ideas al átomo de hidrógeno y calculo matemáticamente cual sería la frecuencia de la radiación emitida por el hidrógeno, desafortunadamente, esa teoría no funciono también con elementos cuyos átomos son más complejos que los del hidrógeno. Como resultado del trabajo teórico y experimental, se ha llegado a desarrollar una representación de la estructura atómica, que explica en forma satisfactoria los fenómenos químicos. Más que describir al electrón como si se encontrase en un orbital perfectamente definido, la nueva teoría cuántica sugiere que existen en regiones que se conocen como capas. Cada capa tiene la capacidad para contener a mas de un electrón, aun cuando existe un límite superior, dependiendo de la capa que sé este considerando. A diferencia de la órbita, una capa tiene una ubicación menos definida alrededor del núcleo.

La configuración electrónica (o C.E) indica la posición de cada electrón dentro de la envoltura nuclear, indicando en el nivel energético en el que éste se encuentra y en que orbital. Cada electrón puede ser identificado específicamente gracias a sus cuatro números cuánticos, los cuales son:

Número Cuántico principal (n): Corresponde al nivel energético en donde se encuentra el electrón. Va desde 1 hacia arriba (1, 2, 3...)

Número Cuántico secundario o azimutal (l): Corresponde al orbital en donde se encuentra el electrón. Se representa por s (0), p (1),d (2) y f (3).

Número Cuántico Magnético (m): Indica la orientación del orbital donde se encuentra el electrón. Va desde -l hasta l (incluyendo el 0).

Número Cuántico de Spin o Giro (s): Este número cuántico se define tradicionalmente como el giro que posee el electrón. Dos electrones con el mismo giro no pueden tener un mismo m (solo se permiten dos electrones por m y deben tener spines (giros) opuestos). Se identifican tradicionalmente como -1/2 y +1/2 o -1 y +1, en esta página web se utilizará la primera identificación (-1/2 y +1/2).

Para escribir la configuración electrónica de un átomo es necesario:
Saber el número de electrones que el átomo tiene; basta conoce

r el n Ahora para poder seguir avanzando en la configuración electrónica debemos conocer primero unos ciertos principios que nos ayudarán a comprender mejor como se desarrolla este tema. Dichos principios son:

Principio de Aufbau o de la menor energía: Este principio nos indica que todos los electrones partirán "llenando" los orbitales de menor energía posible. Si el de menor energía esta lleno, seguirán con el que le sigue en energía y así sucesivamente.

 

 

 

 

 

 

 

 

  1.5.1 Niveles deenergía de los orbitales.

  1.5.2 principio de exclusión de Pauli

  1.5.3 principio de aufbau o de construcción

  1.5.4 principio de máxima multiplicidad dehund

  1.5.5 configuración electrónica

 

 

1.4 ESTRUCTURA ATOMICA

En el átomo distinguimos dos partes: el núcleo y la corteza. El núcleo es la parte central del átomo y contiene partículas con carga positiva, los protones, y partículas que no poseen carga eléctrica, es decir son neutras, los neutrones. La masa de un protón es aproximadamente igual a la de un neutrón. Todos los átomos de un elemento químico tienen en el núcleo el mismo número de protones. Este número, que caracteriza a cada elemento y lo distingue de los demás, es el número atómico y se representa con la letra Z.  La corteza es la parte exterior del átomo. En ella se encuentran los electrones, con carga negativa. Éstos, ordenados en distintos niveles, giran alrededor del núcleo. La masa de un electrón es unas 2000 veces menor que la de un protón. Los átomos son eléctricamente neutros, debido a que tienen igual número de protones que de electrones. Así, el número atómico también coincide con el número de electrones

 

1.4.1 Principios de dualidad del electrón (ondaparticula). Postulado de Broglie.

 

1.4.2 Principios de incertidumbre de heissenberg

 

1.4.3 Ecuación de onda de Schrödinger

 

   1.4.3.1 Significado de la densidad deprobabilidad

   1.4.3.2 Solución de la ecuación de onday su significado físico. Orbitales s, p, d, f,

1.3 AMPLIACIÓN DE LA TEORÍA DE BOHR, TEORÍA ATÓMICA DE SOMMERFELD

En 1916, el físico alemán Arnold Sommerfeld modificó el modelo de Bohr en el sentido que las órbitas permitidas para los electrones debían ser elípticas más que circulares.

El modelo de Bohr - Sommerfeld es un buen ejemplo de un tipo de evolución de las teorías científicas: un modelo antiguo es modificado para incorporar y explicar datos nuevos. El modelo mecánico cuántico. La teoría de Bohr - Sommerfeld fue una pieza maestra de simplicidad, que explicó satisfactoriamente el espectro del hidrógeno.

1.1 BASE EXPERIMENTAL DE LA TEORÍA CUÁNTICA

Es una teoría física basada en la utilización del concepto de unidad cuántica para describir las propiedades dinámicas de las partículas subatómicas y las interacciones entre la materia y la radiación. Las bases de la teoría fueron por el físico alemán Max Planck (Imagen 27), que en 1900 postulo que la materia solo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos.