Atomo

LA ESTRUCTURA ELECTRÓNICA DE LOS ÁTOMOS
1.- La descripción macroscópica del Universo.
El desarrollo de la Física hasta finales del siglo XIX permite una descripción de nuestro
entorno cotidiano que se basa en unos hechos que se aceptan como evidentes de por sí. Estos
hechos son:
a) Es posible determinar exactamente la posición de un cuerpo y si éste es extenso, entonces se puede definir unpunto cualquiera de él, por ejemplo su centro de masas, cuya posición puede conocerse con toda exactitud.
b) Es posible conocer con toda exactitud la velocidad de un punto de un cuerpo, por ejemplo la de su centro de masas.
c) Todo cuerpo material está provisto de una masa cuyo valor es inalterable.
d) El espacio es una referencia inalterable en cuyo seno los cuerpos se mueven
e) El tiempo esuna referencia inalterable que fluye de una manera constante.
Además, las leyes de la Mecánica establecidas firmemente por Newton permiten un
marco teórico matemático que permite determinar la evolución de cualquier sistema mecánico
conociendo su posición y velocidad en un instante dado y las fuerzas que actúan sobre él.
Sin embargo, a medida que los aparatos de medida se hicieron más precisos,se descubrió muy pronto que todas estas premisas eran falsas. Algunas fueron refutadas por el desarrollo
del electromagnetismo y la Relatividad (naturaleza absoluta del espacio y del tiempo y la constancia de la masa) y otras por el desarrollo de la Mecánica Cuántica iniciada por Planck, aplicada al átomo por Bohr y Sommerfeld, y llevada a sus últimas consecuencias por De Broglie,
Schrödinger yHeisenberg a finales de los años veinte del último siglo.

2.- La descripción microscópica del Universo.
El hecho de poder precisar exactamente la posición y la velocidad de un cuerpo, que nos
parece tan obvio, no es en absoluto cierto. Los cuerpos de masa muy pequeña, tales como los
electrones (de masa igual a 9.10-31 kg), son objetos que escapan absolutamente a nuestra intuición basada ennuestra experiencia cotidiana al relacionarnos con nuestro entorno desde que
nacemos. Cuando la masa de un cuerpo es muy pequeña los conceptos tales como posición o
velocidad dejan de tener sentido tal como nosotros los concebimos en nuestro mundo macroscópico: por ejemplo, cada vez que midiéramos la posición de un cuerpo obtendríamos un resultado diferente y sólo tiene sentido establecermatemáticamente la probabilidad de hallar dicho
cuerpo en un cierto volumen del espacio cuando intentamos saber donde está. Este hecho, que
nos parece desde luego grotesco, no es debido a imprecisiones experimentales de nuestros aparatos de medida, sino que expresa una propiedad fundamental del universo.
Otra peculiaridad propia de nuestra concepción del mundo que nos rodea es que la energía de uncuerpo (cinética, potencial o total) puede adquirir un valor cualquiera sin más que
modificar adecuadamente su velocidad o posición. Sin embargo, cuando la masa del objeto estudiado es muy pequeña y este objeto está sometido a ciertos tipos de fuerzas como, por ejemplo
a:
a) una fuerzas recuperadoras propias de los osciladores armónicos
b) fuerzas de choque cuando un cuerpo choca contra lasparedes del recipiente que lo contiene
c) fuerzas de atracción eléctrica como las que actúan sobre un electrón atraído por el núcleo atómico

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entonces su energía total no puede ser cualquiera sino que sólo puede adoptar ciertos valores
muy concretos: decimos que la energía está cuantificada y, por esta razón, la rama de la Física
que estudia el mundo microscópico se denomina la MecánicaCuántica.
Sin embargo, a medida que se consideran cuerpos de mayor masa, por ejemplo el núcleo
de un átomo, la probabilidad de encontrarlo en un región muy limitada del espacio (lo que llamaríamos, según nuestra experiencia macroscópica cotidiana, la posición del cuerpo) aumenta
considerablemente. De la misma manera, para cuerpos de masa macroscópica los valores de las
energías que puede...