Teoria Cuantica

TEORÍA CUÁNTICA
Tema 1.4
Quimica I, Ing. en Mecatrónica

MECÁNICA CUÁNTICA
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Es la parte de la física que estudia el movimiento de las partículas muy pequeñas, el comportamiento de la materia a escala muy pequeña.

Esta nueva Teoría Atómica, conocida como “Teoría Mecanocuántica” se basa en los postulados de tres cientificos:

Louis de Broglie

Werner Heisenberg

ErwinSchrödinger

1.4.1 PRINCIPIO DE DUALIDAD. POSTULADO DE DE BROGLIE.
Fue propuesta en 1924 por el frances Louis Víctor de Broglie  Sugirió que era posible contemplar las partículas elementales como si fuesen ondas. Demostró que
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Utilizando la famosa ecuación de Einstein que relaciona masa y energía  La ecuación de Planck que relaciona la energía de una radiación con su frecuencia
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todapartícula actúa también como una onda de cierta longitud

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Demostró que la luz y la materia pueden, a la vez, poseer propiedades de partícula y propiedades ondulatorias.

LA DUALIDAD PARTÍCULA – ONDA
Dedujo que las propiedades de partículas y ondas se relacionan por medio de la siguiente expresión ℎ ������ = ������������ Donde: ������ = longitud de onda ℎ = constante de Planck ������ = masa de lapartícula ������ = velocidad de la partícula
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EJEMPLO
Calcule la longitud de onda de la “partícula” para el siguiente caso, el servicio más rápido en el tenis es de 68m/s, cual es la longitud de onda si un pelota de tenis de 6.0������10−2 ������������ que viaja a esa rapidez
������ = ℎ ������������ ������������ ∙ ������2 ∙ ������ ������ 2 ������ ������������ ∙ ������

6.63������10−34������ ∙ ������ ������ = 6.0������10−2 ������������ ∙ 68 ������/������ ������ = 1.6������10−34 ������

Werner Heisenberg
En el 1927, Werner Heisenberg, sugiere que es imposible conocer con exactitud la posición, el momento y la energía de un electrón. A esto se le llama “Principio de Incertidumbre"

Posterior a los postulados de De Broglie, los científicos se comenzaron a hacer las siguientespreguntas: ¿Cómo es posible que el electrón sea tanto partícula como onda? y ¿Qué tiene que ver esta dualidad onda-partícula con los electrones de los átomos?. Preguntas que posteriormente fueron respondidas por Heisenberg con su Principio.

1.4.2 PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISENBERG
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Formulado en 1927 por el alemán Werner Heisenberg

“Es imposible conocer con exactitud y al mismo tiempo,la velocidad y posición del electrón”.
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Expresado de manera matemática:

Donde: ∆������ es la incertidumbre en la medición de la posición ∆������ es la incertidumbre de la medición de la velocidad o momento.

ℎ ∆������∆������ ≥ 4������

Erwin Schrödinger
En 1927, Erwin Schrödinger, establece una ecuación matemática que al ser resuelta permite obtener una función de onda Ψ (psicuadrado) llamada orbital. Esta describe probabilísticamente el comportamiento de un electrón en el átomo. Esta función es llamada densidad electrónica e indica la probabilidad de encontrar un electrón cerca del núcleo.

Según Schrödinger la probabilidad es mayor mientras más cercana al núcleo y menor si nos alejamos del núcleo. Con esta teoría de Schrödinger, queda establecido que los electrones nogiran en orbitas alrededor del núcleo como el modelo de Bohr, sino en volúmenes alrededor del núcleo.

Ecuación de Schrödinger

CARACTERÍSTICAS
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Con este nuevo modelo ya no se habla de orbitas sino de orbitales. Un orbital atómico es una zona en la que hay mayor probabilidad de encontrar electrones. La energía esta cuantizada. Lo que marca la diferencia entre el modeloatómico de Bohr es que este modelo no determina la posición exacta del electrón, sino la mayor o menor probabilidad. Dentro del átomo el electrón se interpreta como una nube de carga negativa, y dentro de esta nube, en el lugar en el que la densidad sea mayor, la probabilidad de encontrar un electrón también será mayor. El comportamiento de los electrones dentro del átomo se describe a...