Exploración Detallada de la Radioactividad y la Configuración Electrónica

Radioactividad y Descubrimiento de Isótopos

La **radioactividad** ocurre cuando un isótopo producido previamente en un laboratorio reacciona siguiendo las leyes radioactivas.

Aproximadamente en 1930, al hacer incidir partículas alfa sobre una lámina de acero, se descubrió que se formaba un isótopo del fósforo y que, además, aparecían positrones (partículas similares a los electrones, pero con carga positiva).

Cuantización de la Energía y el Efecto Fotoeléctrico

Los electrones del núcleo están ordenados en niveles cuantizados de energía. La primera cuantización de energía la realizó Planck, cuantificando la energía de acuerdo con la ecuación **E = h · ν**.

Luego, en 1905, Einstein usó la teoría de Planck para explicar el **efecto fotoeléctrico**, y así surgió también el concepto de **fotón**.

Modelo Atómico de Bohr

El trabajo de Einstein y Planck preparó el camino para entender la forma en que los electrones están dispuestos en los átomos. Bohr ofreció una explicación teórica, comenzando por el hidrógeno y luego repitiéndolo con otros elementos, obteniendo líneas espectrales diferentes. Basó sus modelos en tres postulados:

1. Solo están permitidas ciertas órbitas, dependiendo de las energías de los núcleos.
2. Un electrón en una órbita permitida tiene una energía específica en la cual el electrón está estable y, por lo tanto, no cae en espiral al núcleo.
3. Un electrón solo emite y absorbe energía cuando pasa de un estado permitido de energía a otro. Esta energía se emite o absorbe en forma de fotón y es igual a la propuesta de Planck.

Limitaciones del Modelo de Bohr

El modelo de Bohr solo puede explicar los espectros de líneas del átomo de hidrógeno, pero no puede explicar los de otros átomos. Este modelo fue solo un importante paso para el desarrollo de un modelo más completo.

Conceptos Clave de la Estructura Atómica

Lo que debe quedar vigente es que:

1. Los electrones ocupan un cierto nivel de energía que se describe con números cuánticos.
2. En el movimiento de un electrón de un nivel a otro interviene energía.

También se sigue usando la idea de estados basales y excitados.

Principio de Incertidumbre

El **principio de incertidumbre** establece que es inherentemente imposible conocer simultáneamente la trayectoria del electrón y su posición exacta en el espacio, dada la naturaleza dual de la materia.

Al hablar del electrón con naturaleza ondulatoria, se aplican conceptos de ondas y, por lo tanto, se habla de probabilidades.

Ecuación de Schrödinger y Orbitales Atómicos

Schrödinger introduce una ecuación, usada en mecánica cuántica, donde suma el comportamiento ondulatorio de la partícula electrónica. La resolución son las llamadas **funciones de onda**, que describen la onda de materia del electrón.

Estas funciones de onda darán lugar a los **orbitales atómicos** y eliminan la idea de órbita. Para describirlos, se necesitan los **números cuánticos**.

Configuración Electrónica

Escribir la configuración electrónica de un átomo es explicar cómo se distribuyen los electrones en los orbitales. Las propiedades físicas y químicas se relacionan con las configuraciones electrónicas.

Para distribuir los electrones, nos basamos en las siguientes reglas:

1. Energía de los orbitales: Los niveles comienzan a llenarse por el más próximo al núcleo, que se denomina 1 y tiene solo un orbital. Luego de completado el nivel, recién se pasa al siguiente, y así sucesivamente.
2. Principio de exclusión de Pauli: Cada orbital admite solo dos electrones, ya que no pueden tener los cuatro números cuánticos iguales.
3. Regla de Hund: En un subnivel, como los p, primero hay que colocar un electrón por orbital y luego recién comenzar a aparearlos.