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FICICA CUALITATIVA
EJEMPLO:
Pensamos en el átomo más simple, el de hidrógeno, vemos que la atracción eléctrica del protón que constituye el núcleo busca confinar al electrón que da vueltas a sualrededor.
Dos efectos contrarios entran en acción: la fuerza electrostática que atrae al electrón al núcleo y la presión de Schrödinger que impide el confinamiento de esa partícula. La presión deSchrödinger debe contrarrestar la presión que ejerce la fuerza de Coulomb. Esta última es igual a la fuerza e²/R² entre protón y electrón dividida por el área de una esfera de radio R: 4pR². Si nosolvidamos de factores como 4p y otros de ese mismo orden, tenemos que R ~ ²/me², cantidad que se conoce como el radio de Bohr a0 y vale medio Angstrom. Éste es, en efecto, el tamaño típico de un átomo, quepuede medirse experimentalmente. Para átomos más pesados que el hidrógeno, que tienen varios electrones orbitando alrededor del núcleo, el radio atómico puede escribirse como ƒa0, donde el factor fcrece con el número de masa.
Con este solo dato, ya podemos responder a una pregunta interesante: ¿Cuál es la densidad típica de un sólido, como un metal o una roca? La densidad se obtiene como la masapor unidad de volumen. En la materia compacta los átomos o moléculas se acomodan uno al lado del otro. La densidad será entonces AM dividida por ƒ³ (4p a03)/3. Si se toman los valores de f, quevarían ligeramente con A, se obtienen valores entre 1 y 10 g/cm³, que son los que medimos en la naturaleza.
De la misma manera se puede determinar la dureza de los sólidos, predecir su resistencia a lacompresión cuando se les aprieta. Para la gran mayoría de los sólidos, se requiere una presión entre cien mil y un millón de atmósferas para reducir de manera apreciable el volumen de un pedazo de rocao de metal. Este número puede obtenerse de la presión de Schrödinger que ejerce el gas de electrones que deambula entre los iones. Si se hace esto, obtenemos efectivamente los valores correctos,...