Modelo Atómico


Evolución histórica
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Este modelo atómico utiliza conceptos de la mecánica ondulatoria o mecánica cuántica que considera que la energía se emite y se absorbe en cantidades discretas denominadas cuantos de energía, concepto propuesto por el físico Max Planck en diciembre de 1900.
En 1924 el físico francés Louis De Broglie sugiere que la así como la luz presenta un comportamiento dual como onda y como partícula, cualquier partícula (como el electrón por ejemplo) puede presentar en ciertos hechos propiedades ondulatorias. Años mas tarde se verificaron propiedades ondulatorias del electrón.como por ejemplo la difracción en un cristal. De Broglie recibió el premio Nobel de Física en 1929
El comportamiento dual onda-partícula del electrón no permite localizarlo en un átomo. La imposibilidad de determinar al mismo tiempo y con la misma precisión la posición y la velocidad del electrón en un cierto instante fue propuesta por un ingeniero alemán llamado Werner Heisenberg en 1927. Por este hecho recibió el premio Nobel de Física en 1932.
En 1926 un matemático austríaco llamado Erwin Schroedinger halló una ecuación matemática llamada “ecuación de onda”, referida a un sistema formado por un núcleo y un electrón en movimiento.
En su resolución Schroedinger obtuvo un conjunto de funciones matemáticas llamadas “funciones de onda orbital”(Y = psi) que describen el movimiento y contenido energético del electrón, siempre dentro de los límites impuestos por el principio de Heisenberg. En la resolución de dicha ecuación aparecen cuatro números denominados “números cuánticos”, que caracterizan a cada electrón.
La interpretación de Y 2 tiene un sentido determinado: caracteriza la probabilidad de encontrar al electrón en una cierta zona del espacio. Esta probabilidad es alta en zonas cercanas al núcleo y más baja a medida que aumenta la distancia al núcleo. Pero en ninguna zona la probabilidad es del 100 %, o sea que no existe una zona en la cual se puede hallar al electrón con certeza absoluta.
Esta idea introducía el indeterminismo en la Física, en oposición al determinismo de la Física Clásica (llamada así por oposición a la nueva Física Cuántica).
Para tener entonces una imagen física del movimiento del electrón en un átomo suele representarse una región del espacio en la que puede hallarse el electrón con una alta probabilidad (alrededor del 95%). A esa zona se la puede denominar orbital atómico.
A Schroedinger le fue otorgado el premio Nobel de Física en 1933.
En 1925 un físico teórico suizo, Wolfang Pauli, publicó un artículo en una revista científica en el que aparecía su Principio de Exclusión. Su enunciado es:
“En un átomo no pueden haber dos electrones con sus cuatro números cuánticos iguales, es decir que en un orbital atómico se pueden hallar hasta dos electrones como máximo, siempre que ambos tengan diferente spin”.
Algunos autores de textos interpretan al spin del electrón como el sentido de giro sobre sí mismo. Pero el sentido físico del spin del electrón no se puede asociar a ninguna magnitud conocida en la Física clásica, está relacionado con la orientación del electrón en un campo magnético.
Configuración electrónica
La energía de los electrones de un átomo polielectrónico se divide primariamente en “niveles de energía”, que se numeran con números naturales del 1 al 7 (en los átomos conocidos en la actualidad).
A su vez en cada nivel energético existen subdivisiones de energía denominadas “subniveles de energía”que se designan con las letras s, p, d, f; en los átomos conocidos.
En el primer nivel de energía hay un solo subnivel, el s.
En el segundo nivel de energía hay dos subniveles: s y p.
En el tercer nivel de energía hay tres subniveles: s, p y d.
En el cuarto nivel de energía hay cuatro subniveles: s, p, d y f.
En el quinto nivel de energía hay cinco subniveles: s, p, d, f y g, pero no existen átomos que en su estado de mínima energía tengan electrones en el teórico subnivel g.
El subnivel s tiene un solo orbital atómico, que se designa también con la letra s.
El subnivel p tiene dos orbitales atómicos, que se designan con las letras s y p.
El subnivel d tiene tres orbitales atómicos, que se designan con las letras s, p y d.
El subnivel f tiene cuatro orbitales atómicos, que se designan con las letras s, p, d y f.

A partir del quinto nivel energético se repite la estructura del nivel cuatro. Aunque se predice la existencia de otro tipo de orbitales, éstos no existen en los átomos conocidos hasta el momento.
Cada orbital atómico está caracterizado por su forma, su tamaño y por el contenido energético del electrón que se halla en él. Este contenido energético aumenta a medida que aumenta el nivel al que pertenece el orbital.
Pero a medida que aumenta el nivel energético, las diferencias de energía se hacen cada vez menores, y como consecuencia existen superposiciones o solapamientos de orbitales. Por ejemplo el contenido energético de un los electrones ubicados en el nivel 5, orbital s, es menor que el contenido energético de los electrones ubicados en el nivel 4 orbitales f.
La siguiente regla, denominada regla de las diagonales puede utilizarse para recordar el orden aproximado en que se disponen los electrones de un átomo polielectrónico:
Se llama configuración electrónica a la representación simbólica de la distribución de todos los electrones de un átomo o de un ion en niveles y subniveles de energía.

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