Modelo Atómico Mecanico Cuantico

MODELO ATÓMICO |
MECANICO CUANTICO |
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05/06/2012 |
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MODELOS ATOMICOS
En 1911, Rutherford estableció la existencia del núcleo atómico. A partir de los datos experimentales de la dispersión de partículas alfa por núcleos de átomos de oro, supuso que cada átomo esta formado por un núcleo denso y con carga positiva, rodeado por electrones negativamente que giran entorno al núcleo como los planetas alrededor del sol. La teoría electromagnética clásica desarrollada por el físico británico James Clerk Maxwell precedía inequívocamente que un electrón que girara en torno a un núcleo acabaría cayendo al núcleo. Por tanto, según la teoría clásica, el átomo descrito por Rutherford seria inestable. Esta dificultad llevó al físico danés Niels Bohr a postular, en 1913,que la teoría clásica no es valida en el interior del átomo y que los electrones se desplazan en orbitas fijas. Cada cambio de orbita de un electrón corresponde a la absorción o emisión de un cuanto de radiación.
La aplicación de la teoría de Bohr a átomos con mas de un electrón resulto difícil. Las ecuaciones matemáticas para el siguiente átomo mas sencillo, el de helio, fueron resueltasdurante la segunda y tercera década del siglo XX, pero los resultados no concordaba exactamente con los datos experimentales. Para átomos más complejos solo pueden obtenerse soluciones aproximadas de las ecuaciones, y se ajustan solo parcialmente a las observaciones.

MECANICA ONDULATORIA
El físico Louis Víctor de Broglie sugirió en 1924, puesto que las ondas electromagnéticas muestran algunascaracterísticas corpusculares, las partículas también deberían presentar en algunos casos propiedades ondulatorias. Esta predicción fue verificada experimentalmente poco años después por los físicos estadounidenses Clinton Davisson y Lester Halbert Germer y el físico británico George Paget Thomsom, quienes mostraron un haz de electrones dispersado por un cristal da lugar a una figura de difraccióncaracterística de una onda. El concepto ondulatorio de las partículas llevó al físico austriaco Erwin Schrödinger a desarrollar una “ecuación de onda” para describir las propiedades ondulatorias de una partícula y, mas concretamente, el comportamiento ondulatorio del electrón en el átomo de hidrogeno.
Aunque esta ecuación diferencial era continua y proporcionaba soluciones para todos los puntos delespacio, las soluciones permitidas de la ecuación estaban restringidas por ciertas condiciones expresadas por ecuaciones matemáticas llamadas funciones propias o eigenfunciones (del alemán eigen, “propio”). Así la ecuación de onda de Schrödinger solo tenia determinada soluciones discretas; estas soluciones eran expresiones matemáticas en las que los números cuánticos Aparecían como parámetros (losnúmeros cuánticos son números enteros introducidos en la física de partículas o sistemas). La ecuación de Schrödinger se resolvió para el átomo de hidrogeno y dio resultados que encajaban sustancialmente con la teoría cuántica anterior. Además, tenia solución para el átomo de helio, que la teoría anterior no había logrado explicar de forma adecuada, y también en este caso concordaba con los datosexperimentales, las soluciones de la ecuación de Schrödinger también indicaban que no podía haber dos electrones que tuvieran sus cuatro números cuánticos iguales, esto es, que tuvieran en el mismo estado energético. Esta regla, que ya había sido establecida empíricamente por Wolfgang Pauli en 1925, se conoce como principio de exclusión.

MECANICA DE MATRICES
De forma simultanea con el desarrollode la mecánica ondulatoria, Heisenberg desarrollo un análisis matemático deferente conocido como mecánica de matrices. La teoría de Heisenberg, elaborada en colaboración con los físicos alemanes Max Born y Ernst Pascual Jordan, no empleaba una ecuación diferencial, sino una matriz infinita formada por finitas filas compuestas a su vez de un numero infinito de cantidades. La mecánica de...