Quimica inorganica

UNIDAD I

TEORIA CUANTICA Y ESTRUCTURA ATOMICA

1.1 BASE EXPERIMENTAL DE LA TEORIA CUANTICA

Es uno de los pilares de la física actual recoge un conjunto de nuevas ideas introducidas para dar explicación a procesos cuya explicación se hallaba en conflictos, su marco de explicación se limita casi siempre a las partículas subatómicas, atómicas y nuclear; también en otros ámbitos como laelectrónica, en el diseño de instrumentación médica etc…

Las ideas que sustentan la teoría cuántica surgieron como alternativa para explicar el comportamiento para explicar de los fenómenos en donde la física clásica se mostraba insuficiente.

Entre las nuevas observaciones figuraban las líneas que aparecen en los espectros luminosos emitidos por gases calentados o sometidos a descargaseléctricas, según el modelo del átomo desarrollado a principios del siglo xx por el físico británico ernest rutherford en los que los electrones cargados negativamente giran alrededor del núcleo positivo en órbitas dictadas por las leyes de Newton, los científicos esperaban que los electrones emitieran luz en una amplia gama de frecuencias y no en las estrechas bandas que forman las líneas de unespectro.

Otro enigma de los científicos era la coexistencia de las dos teorías de la luz que son: la teoría corpuscular y la teoría ondulatoria.

El primer avance que llevo a la solución de aquellas dificultades fue la teoría de Plank a quien se le reconoce como el que colocó la base de la teoría cuántica al introducir su postulado que dice que: la materia solo puede emitir o absorber energía enpequeñas cantidades discretas llamadas cuanto.

Otra contribución fundamental fue la que aportó el físico alemán werner heisemberg que dice: Es imposible medir simultáneamente de forma precisa la posición y el momento lineal de una partícula (un electrón)

También afirma que si se determina con mayor precisión una de las cantidades se perderá precisión en la medida de la otra y que elprincipio de ambas incertidumbres nunca puede ser menor que la constante de plank

Aspectos esencialmente novedosos de la Teoría Cuántica

Los aspectos esencialmente novedosos que se derivan de la Teoría Cuántica son:
a) Carácter corpuscular de la radiación (Hipótesis de Planck).
b) Aspecto ondulatorio de las partículas (Hipótesis de Broglie).
c) Existencia de magnitudes físicas cuyo espectrode valores es discontinuo.
Por ejemplo los niveles de energía del átomo de hidrógeno (Modelo atómico de Bohr).

Implicaciones de a): carácter corpuscular de la radiación.

Planck considera la radiación como una corriente de partículas, llamadas “quantum”.
El quantum de radiación puede manifestar propiedades tanto corpusculares como ondulatorias, según el valor de la frecuencia de laradiación. Para valores altos de la frecuencia (en la región gamma del espectro) predomina el carácter corpuscular. En tanto que para frecuencias bajas (en la región del espectro que describe las ondas de
radio) predomina el aspecto ondulatorio.

Implicaciones de b): carácter ondulatorio de las partículas.

Se comprobó en experimentos de difracción de electrones y neutrones. Lo que ponen demanifiesto estos experimentos es que una clase de onda acompaña el movimiento de las partículas como responsable.

De manera que nuevamente tenemos un ejemplo de dualidad entre las propiedades corpusculares y ondulatorias, asociadas en este caso a las partículas.

Pero la aparición del fenómeno ondulatorio no se produce únicamente a nivel microscópico, también se manifiesta para objetosmacroscópicos, aunque en este caso la onda asociada tiene una longitud de onda tan pequeña que en la práctica es inapreciable y resulta imposible la realización de un experimento de difracción que la ponga de manifiesto.

Implicaciones de c): existencia de magnitudes físicas discontinuas.

Pone de manifiesto el carácter intrínsecamente discontinuo de la Naturaleza, lo que se evidencia, como ejemplo...