Atomoaren Eredu Kuantikoa: Zenbaki Kuantikoak eta Propietate Periodikoak

Atomoaren Eredu Kuantikoa: Oinarrizko Kontzeptuak

Orbita eta Orbitala: Desberdintasun Gakoak

Orbita: Bohr-en eredu atomikoaren arabera, elektroiak nukleoaren inguruan egiten duen ibilbide zirkular edo eliptiko definitua da. Fisika klasikoko kontzeptu bat da.

Orbitala: Eredu mekaniko-kuantikoan, nukleoaren inguruko espazio-eskualdea da, non elektroi jakin bat aurkitzeko probabilitate handia dagoen (% 90 edo gehiago).

Zenbaki Kuantikoak

Zenbaki kuantikoek atomo bateko elektroien egoera energetikoa eta espaziala deskribatzen dute. Lau dira:

• Zenbaki kuantiko nagusia (n): Elektroiaren energia-maila nagusia eta orbitalaren tamaina edo bolumena adierazten du. Balio oso positiboak hartzen ditu (n = 1, 2, 3...), geruza elektronikoak (K, L, M...) izendatzen dituztenak.
• Zenbaki kuantiko sekundarioa edo azimutala (l): Energia-azpimaila eta orbitalaren forma geometrikoa (s, p, d, f) zehazten ditu. n-ren balio bakoitzeko, 0-tik (n-1) arteko balio osoak har ditzake.
• Zenbaki kuantiko magnetikoa (m): Espazioan orbitalak hartzen duen orientazioa adierazten du. -l eta +l arteko balio osoak har ditzake, 0 barne.
• Spinaren zenbaki kuantikoa (s): Elektroiak bere ardatzaren inguruan egiten duen biraketaren noranzkoa adierazten du. Bi balio soilik har ditzake: +1/2 eta -1/2.

Hund-en Multiplizitate Maximoko Printzipioa

Printzipio honek dioenez, energia bereko orbitalak (endekatuak) betetzean, elektroiak ahalik eta orbital gehienetan kokatuko dira desparekatuta eta spin paraleloekin (spin bera), parekatu aurretik.

Propietate Periodikoak

Elektronegatibitatea

Atomo batek lotura kimiko batean partekatutako elektroiak erakartzeko duen gaitasunaren neurria da. Bi atomo desberdin elkartzen direnean, loturako elektroi-bikotea indar handienaz erakartzen duen atomoa elektronegatiboena da.

Erradio Atomikoa

Atomo baten tamainaren neurria da. Honela aldatzen da taula periodikoan:

• Taldeetan: Gora behera egitean, maila elektronikoen kopurua handitzen da, eta, ondorioz, atomoaren tamaina ere handitu egiten da.
• Periodoetan: Ezkerretik eskuinera mugitzean, zenbaki atomikoa handitzen da eta, horrekin batera, nukleoaren karga positiboa. Maila elektronikoen kopurua aldatzen ez denez, nukleoaren erakarpen-indarra handiagoa da, eta atomoaren tamaina txikitu egiten da.

Ionizazio-energia

Gas-egoeran dagoen atomo neutro batetik kanpoko elektroia erauzteko behar den gutxieneko energia da.

• Taldeetan: Gora behera egitean, erradio atomikoa handiagoa denez, kanpoko elektroia nukleotik urrunago dago eta erakarpen-indar txikiagoa jasaten du. Beraz, ionizazio-energia txikiagoa da.
• Periodoetan: Ezkerretik eskuinera mugitzean, erradioa txikiagoa denez, nukleoak indar handiagoz erakartzen ditu elektroiak, eta, ondorioz, zailagoa da horiek erauztea; ionizazio-energiak gora egiten du.

Teoria Atomikoaren Garapen Historikoa

Fisika Klasikotik Mekanika Kuantikora

• Fisika klasikoaren porrota: Maxwell-en teoria elektromagnetikoak ezin zituen espektro atomikoak (energiaren kuantizazioa) azaldu.
• Bohr-en eredua: Rutherford-en ereduan oinarrituta, orbita geldikorrak proposatu zituen, nahiz eta Maxwell-en teoriarekin kontraesanean egon. Geroago, Sommerfeld-ek eta Wilson-ek zuzenketak gehitu zizkioten.
• Mekanika kuantikoaren hastapenak: Planck-en energiaren kuantizazioaren hipotesiak eta Einstein-en efektu fotoelektrikoaren azalpenak (argiaren izaera bikoitza) eredu berriaren oinarriak ezarri zituzten.

Mekanika Kuantikoaren Oinarriak

• De Broglie-ren hipotesia: Uhin-partikula bikoiztasuna materia osora zabaldu zuen.
• Heisenberg-en ziurgabetasun-printzipioa: Partikula baten posizioa eta momentu lineala ezin dira aldi berean zehaztasun osoz ezagutu.

Atomoaren Egungo Eredu Kuantikoa

Eredu hau matematika estatistikoan oinarritzen da. Elektroien ibilbide zehatzen ordez, orbitalak (elektroia aurkitzeko probabilitate handiko eremuak) definitzen ditu, zenbaki kuantikoen bidez deskribatzen direnak.