numeros cuanticos
Los números cuánticos son unos números asociados a magnitudes físicas conservadas en ciertos sistemas cuánticos. Corresponden con los valores posibles de aquellos observables que conmutan con el Hamiltoniano del sistema. Los números cuánticos permiten caracterizar los estados estacionarios, es decir los estados propios del sistema.
En física atómica, los números cuánticos sonvalores numéricos discretos que indican las características de los electrones en los átomos, esto está basado en la teoría atómica de Niels Bohr que es el modelo atómico más aceptado y utilizado en los últimos tiempos por su simplicidad.
En física de partículas, también se emplea el término números cuánticos para designar a los posibles valores de ciertos observables o magnitud física que poseenun espectro o rango posible de valores discretos.
Los números cuánticos son valores numéricos que nos indican las características de los electrones de los átomos, esto está basado desde luego en la teoría atómica de Neils Bohr que es el modelo atómico más aceptado y utilizado en los últimos tiempos.
ECUACIÓN DE SCHRODINGER Y NÚMEROS CUÁNTICOS
Una de las consecuencias más importantes de lanaturaleza dual de la materia es el principio de incertidumbre de Heisenberg. Cuando se aplica este principio al átomo de hidrogeno, que contiene solo un electrón, se puede apreciar que esta partícula sub-atómica no viaja en una trayectoria bien definida, como Bohr pensó. Si así fuera, se podría determinar con precisión la posición del electrón y su velocidad simultáneamente, no cumpliendo con elprincipio de incertidumbre. No cabe duda que Niels Bohr hizo una gran contribución al conocimiento del átomo, pero su teoría no proporcionaba una descripción adecuada para los electrones. Cuando los científicos se dieron cuenta de esto, comenzaron a buscar una ecuación que permitiera describir el comportamiento y la energía de partículas sub-microscópicas, como los electrones.
En 1926, el físicoaustriaco Erwin Schrödinger, formuló la tan buscada ecuación. Esta ecuación incorpora ambos comportamientos, el de partícula con masa y el ondulatorio, mediante la incorporación de una función de onda, Y(psi), que depende de la posición del sistema en el espacio. Con esta ecuación se describe el comportamiento y las energías de las partículas sub-atómicas.
La función de onda en sí misma notiene sentido físico real, sin embargo el cuadrado de la función de onda, Y², está relacionado con la probabilidad de encontrar al electrón en cierta región del espacio:
Con la teoría de E. Schrödinger queda establecido que los electrones no “giran en órbitas” alrededor del núcleo tal como lo había propuesto Niels Bohr, sino que en orbitales, que corresponden a regiones del espacio en torno alnúcleo donde hay una alta probabilidad de encontrar a los electrones (ver figura 1). Por lo tanto, es reemplazado el concepto de “orbitas” por el término orbital atómico. Un orbital se puede pensar como la función de onda de un electrón (Y) y el cuadrado de la función de onda (Y2) como la zona de mayor probabilidad de encontrar al electrón alrededor del núcleo atómico.
La ecuación de Schrödingerabrió las puertas de una nueva era de la ciencia, iniciándose la era de la Mecánica Cuántica. Para evidenciar como cambio esta nueva área la manera de ver el átomo, iniciaremos nuestro estudio con el átomo más sencillo, el de hidrogeno (H), que contiene un protón y un electrón. Al resolver la ecuación de Schrödinger para este átomo, se obtiene la siguiente información:
1. determina los posiblesestados energéticos que el electrón puede ocupar.
2. Identifica las funciones de onda(Y) del electrón, asociadas a sus estados de energía.
Finalmente, la probabilidad de encontrar al electrón del átomo de hidrogeno en un espacio determinado, se obtiene calculandoY², una vez que se conocen los valores de Yy sus energías, que permiten construir una visión completa del átomo de hidrogeno. Los...
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