Fundamentos de la Estructura Atómica y la Mecánica Cuántica

Hipótesis de Planck

La energía emitida por una radiación es directamente proporcional a la frecuencia de la radiación.

Modelo Atómico de Bohr

Bohr fue capaz de determinar el radio de las órbitas y la energía del electrón (e-) situado en ellas.

Postulados de Bohr

1. Los electrones (e-) giran alrededor del núcleo en órbitas circulares sin emitir energía.
2. Solo son permitidas aquellas órbitas en las cuales el momento angular del electrón (e-) es un múltiplo entero de h/2π.
3. Cuando un electrón (e-) pasa de una órbita a otra, la energía liberada se emite en forma de radiación.

Modificaciones de Sommerfeld y Números Cuánticos

Sommerfeld modifica el átomo de Bohr considerando que las órbitas pueden ser elípticas. Introduce un segundo número cuántico (l) cuyo valor depende del primero (n) y que describe la forma de la órbita:

• l = 0, 1, ..., (n-1)

Efecto Zeeman: Cuando el espectro atómico se realiza bajo la influencia de un campo magnético, se observa un desdoblamiento de las líneas espectrales.

Números Cuánticos Introducidos

• Tercer número cuántico (número cuántico magnético, m): Sus valores dependen del valor de l y determina la orientación de la órbita en el espacio.
  • m = -l, ..., 0, ..., +l
• Cuarto número cuántico (número cuántico de espín, s): Indica el giro del electrón (e-) sobre sí mismo.
  • s = +1/2 o -1/2

Mecánica Cuántica

Hipótesis de De Broglie

Toda partícula en movimiento tiene asociada una onda cuya longitud de onda (λ) es:

λ = h / (m·v)

Principio de Incertidumbre de Heisenberg

Es imposible conocer simultáneamente y con exactitud el momento lineal y la posición de una partícula en movimiento.

Ecuación de Onda de Schrödinger

Schrödinger plantea una ecuación de onda que describe el comportamiento de pequeñas partículas. La ecuación nos lleva a la conclusión de que la energía y la función de onda están cuantizadas, es decir, solo pueden tomar ciertos valores.

La función de onda elevada al cuadrado nos indica la probabilidad de encontrar un electrón (e-) en una región del espacio.

Orbitales Atómicos y Números Cuánticos

Definición de Orbital

Un orbital es la región del espacio en la cual la probabilidad de encontrar un electrón (e-) es máxima.

Tipos de Números Cuánticos

Un orbital queda determinado por tres números cuánticos principales:

• Número cuántico principal (n): Indica el tamaño y la energía del orbital. Sus valores son números enteros positivos (1, 2, 3, ...).
• Número cuántico secundario o azimutal (l): Indica la forma del orbital y también influye en su energía. Sus valores dependen de n (l = 0, 1, ..., n-1).
• Número cuántico magnético (m): Indica la orientación espacial del orbital en el espacio. Sus valores dependen de l (m = -l, ..., 0, ..., +l).

Se introduce un cuarto número cuántico, el número cuántico de espín (s), que indica el posible giro del electrón sobre sí mismo (s = +1/2 o -1/2).

Configuraciones Electrónicas

Consiste en distribuir los electrones (e-) que tiene un átomo en sus orbitales.

Para ello, se siguen los siguientes principios y reglas:

Principios y Reglas Fundamentales

1. Principio de Mínima Energía: Los electrones se van situando en los orbitales libres de menor energía. De esta manera, se obtiene la configuración electrónica fundamental.