Unidad 2 Cap 2

Modelo actual:
estructura atómica

Capítulo 2

¿Cómo surge el modelo atómico actual?
Luego de recorrer la historia de los distintos modelos atómicos llegó
el momento de conocer el modelo atómico actual.
Para entender cómo surgió este modelo del átomo debemos reflexionar sobre los alcances de la Física Clásica.
Esta Física, basada en las leyes de Newton y otras, permitió y permite determinarenergía, velocidad, posición de cuerpos macroscópicos
como un proyectil, una bola de billar, etc.
Sin embargo, estos conocimientos muy útiles, por cierto, en el mundo de los macro-cuerpos, no son suficientes ni aplicables para describir
el comportamiento de las partículas submicroscópicas.
En otras palabras, la Física Clásica no permite interpretar el nivel
submicroscópico de la materia y nace así laFísica Cuántica, que no sustituye a la anterior, sino que la complementa.
En la década 1920- 1930, un brillante grupo de investigadores, entre
ellos Erwin Schrödinger, elaboró un nuevo modelo atómico. Este modelo, llamado modelo de Schrödinger, está basado en complejos cálculos
que se expresan en la ecuación matemática que lleva su nombre (fig.1).

Química • 3º C.B.

Fig. 1. Erwin Schrödinger(1887- 1961)
físico austríaco.
Junto con Paul Dirac recibió el premio
Nobel de Física en 1933 por desarrollar
y crear las bases de la mecánica cuántica.
En ella se describe matemáticamente el
comportamiento de los electrones y de
los átomos.
La ecuación que lleva su nombre permite determinar la energía de los electrones
de acuerdo a una función de onda asociada a cada uno.

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 Ecuación de Schrödinger
En la ecuación de Schrödinger se considera a los electrones con un
doble comportamiento: como partícula (tiene en cuenta la masa) y
como onda.
Esta ecuación se resuelve y el resultado se establece en función de
tres variables que se denominan números cuánticos y se representan
con las letras n, l y m.

Probabilidad: significa
posibilidad

Lapalabra órbita hace referencia a una trayectoria o “camino”.
La palabra orbital hace referencia a una zona o región.

Uno de estos números cuánticos, el llamado número cuántico principal, representado con la letra n (coincide con el nivel de energía del
modelo de Bohr) es el que determina casi exclusivamente la energía de
los electrones y resuelve la ecuación cuando tiene los valores de 1, 2, 3,
4,etc. hasta infinito.
Como resultado final del tratamiento matemático de esta ecuación y
de la construcción y análisis de gráficas se llega a determinar la probabilidad de encontrar al electrón en una zona determinada.
Surge así en este modelo, el concepto de orbital, palabra muy similar
a órbita pero con significado totalmente diferente.
Orbital es una región del espacio alrededor del núcleo dondees
mayor la probabilidad de encontrar al electrón.
En esa zona, llamada orbital, la probabilidad de encontrar al electrón
es aproximadamente 95%. Esto significa que de 100 veces que se busque
al electrón, 95 veces se lo encontrará en esa zona, moviéndose, pero sin
girar en orbitas alrededor del núcleo.
El avance tecnológico ha permitido realizar algunas visualizaciones
del átomo que se alejannotoriamente de la consideración del mismo
como sistema planetario (fig. 2). Ya hemos mencionado que esta representación se utiliza actualmente solo como pictograma.

Fig. 2. “Visualización” de 12 átomos de
bromo sobre una superficie de silicio.
Imagen obtenida utilizando un Microscopio electrónico de barrido (SEM) y
procesada por software especializado.

A partir de este modelo:
• se rechaza la ideade los electrones girando en órbitas alrededor
del núcleo. Surge el concepto de orbital, zona donde es mayor la
probabilidad de encontrar a los electrones moviéndose sin trayectoria definida.
• se continúa considerando que la energia de los electrones está
cuantizada.
• la energía aumenta a medida que se incrementa el valor de n siendo n=1 el nivel de menor energía.

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