Introducción a la mecánica cuántica y estructura atómica

Hipótesis de Planck

La energía que absorbe o emite un cuerpo se hace de forma discontinua, es decir, en forma de cantidades pequeñísimas de energía llamadas cuantos. Un cuanto de energía es:

E = h•f / h = cte. de Planck = 6,67 • 10-34 J

La energía total absorbida o desprendida es siempre un múltiplo del cuanto:

Et = m•h•f

Modelo Atómico de Bohr

Primer Postulado

Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas estacionarias. Es decir, cuando un electrón está en su órbita, no emite ni absorbe energía.

Segundo Postulado

No todas las órbitas son posibles, solo aquellas que cumplan la condición:

L = n•h/2π
L = momento angular del electrón

Tercer Postulado de Bohr

Cuando un electrón salta de una órbita superior a una inferior, emite una radiación electromagnética, o lo que es lo mismo, un fotón.

Hipótesis de De Broglie

La materia (partículas elementales) lleva una onda asociada. Es decir, también tiene doble naturaleza: se puede comportar como partícula o como onda. Este principio se puso de manifiesto en la difracción de electrones.

Principio de Incertidumbre de Heisenberg

No se puede determinar con exactitud la velocidad y la posición de un electrón simultáneamente. El producto de los errores cometidos al hallar la posición y el momento lineal es mayor o igual a h/2π.

Ecuación de Onda de Schrödinger

Esta ecuación nos da la energía de la onda asociada al electrón cuando este se mueve alrededor del núcleo. Para esta ecuación se utilizan cuatro constantes que se denominan números cuánticos.

Números Cuánticos

1. Número Cuántico Principal (n)

Indica el nivel energético donde se encuentra el electrón. Toma valores del 1 al 7.

2. Número Cuántico Azimutal (l)

Nos indica el subnivel energético. Puede tomar los siguientes valores: l = {0 a (n-1)}, donde los subniveles son s2, p6, d10, f14.

3. Número Cuántico Magnético (m)

Nos indica la orientación del orbital dentro de un campo magnético y toma valores de (-l, 0, +l).

4. Número Cuántico de Espín (s)

Se utiliza para saber el sentido de giro del electrón: s = +½ o -½.

Principio de Exclusión de Pauli

Dentro de un mismo átomo no pueden existir dos electrones con los cuatro números cuánticos iguales.

Regla de Máxima Multiplicidad de Hund

Los electrones que están en un mismo subnivel energético tienden a estar lo más desapareados posibles.

Propiedades Periódicas

Energía de Ionización

Es la energía necesaria para arrancar un electrón de un átomo en estado gaseoso y convertirlo así en un ion positivo (catión). Crece al subir en un grupo y al avanzar hacia la derecha en un período.

Electroafinidad

Es la energía liberada cuando un átomo en estado gaseoso capta un electrón y se convierte en un ion negativo (anión). Crece de la misma forma que la energía de ionización.

Electronegatividad

Es la tendencia que tienen los átomos a atraer hacia sí los electrones de enlace dentro de una molécula. Su variación es igual a la de las dos anteriores.