/ / La estructura del átomo. Modelo de mecánica cuántica del átomo

La estructura del átomo. Modelo de mecánica cuántica del átomo

El siguiente artículo habla sobre el átomoy su estructura: cómo se descubrió, cómo se desarrolló la teoría en sus mentes y durante los experimentos, pensadores y científicos. El modelo de mecánica cuántica del átomo como el más moderno de hoy describe más completamente su comportamiento y las partículas que componen la composición. Lea sobre ella y sus características a continuación.

Concepto de átomo

modelo mecánico cuántico del átomo

Parte mínima químicamente indivisibleUn elemento químico con un conjunto de propiedades características es un átomo. Incluye electrones y un núcleo que, a su vez, contiene protones cargados positivamente y neutrones no cargados. Si contiene el mismo número de protones y electrones, entonces el átomo será eléctricamente neutro. De lo contrario, tiene una carga: positiva o negativa. Entonces el átomo se llama ion. Por lo tanto, su clasificación se lleva a cabo: un elemento químico está determinado por el número de protones, y su isótopo por neutrones. Al unirse entre sí sobre la base de enlaces interatómicos, los átomos forman moléculas.

Un poco de historia

modelos de estructura atómica

Por primera vez, los antiguos indios yfilósofos griegos antiguos. Y en el período de los siglos XVII y XVIII, los químicos confirmaron la idea, demostrando experimentalmente que algunas sustancias no pueden dividirse en sus elementos constituyentes a través de experimentos químicos. Sin embargo, desde fines del siglo XIX hasta principios del siglo XX, los físicos descubrieron partículas subatómicas, dejando en claro que el átomo no es indivisible. En 1860, los químicos formularon los conceptos de átomo y molécula, donde el átomo se convirtió en la partícula más pequeña del elemento, que formaba parte de sustancias simples y complejas.

Modelos de estructura atómica

  1. Trozos de materia.Demócrito creía que las propiedades de las sustancias pueden determinarse por la masa, la forma y otros parámetros que caracterizan a los átomos. Por ejemplo, el fuego tiene átomos afilados, por lo que tiene la capacidad de arder; los sólidos contienen partículas ásperas, por lo que se adhieren muy estrechamente entre sí; son suaves en agua, por lo que puede fluir. Según Demócrito, incluso el alma humana consiste en átomos.
  2. Modelos Thomson. El científico consideró el átomo como un cuerpo cargado positivamente, dentro del cual hay electrones. Rutherford negó estos modelos al llevar a cabo su famosa experiencia.
  3. Los primeros modelos planetarios de Nagaoka.A principios del siglo XX, Hantaro Nagaoka propuso modelos de núcleos atómicos similares al planeta Saturno. En ellos, alrededor del pequeño núcleo, cargados positivamente, los electrones unidos en los anillos giraron. Estas versiones, como las anteriores, resultaron ser erróneas.
  4. Modelos planetarios de Bohr-Rutherford.Después de realizar varios experimentos, Ernest Rutherford sugirió que el átomo es similar al sistema planetario. En él, los electrones se mueven en órbitas alrededor del núcleo, que está cargado positivamente y ubicado en el centro. Pero la electrodinámica clásica contradecía esto, porque, a través de él, el electrón, en movimiento, emite ondas electromagnéticas y, por lo tanto, pierde energía. Bohr introdujo postulados especiales, según los cuales los electrones no irradiaban energía, mientras se encontraban en algunos estados específicos. Resultó que la mecánica clásica no pudo describir estos modelos de la estructura del átomo. Esto condujo posteriormente a la aparición de la mecánica cuántica, lo que permite explicar tanto este fenómeno como muchos otros.

Modelo de mecánica cuántica del átomo

modelo cuántico-mecánico de estructura atómica

Эта модель является развитием предыдущей.El modelo mecánico-cuántico de un átomo sugiere que no hay neutrones y protones cargados positivamente en el núcleo de un átomo. A su alrededor hay electrones cargados negativamente. Pero en la mecánica cuántica, los electrones no se mueven a lo largo de rutas definidas predeterminadas, por lo que, en 1927, V. Heisenberg expresó el principio de incertidumbre, que hace imposible determinar con precisión la coordenada de una partícula y su velocidad o momento.

Las propiedades químicas de los electrones están determinadas por suconcha En la tabla periódica, los átomos están ordenados de acuerdo con las cargas eléctricas de los núcleos (estamos hablando de la cantidad de protones), mientras que los neutrones no afectan las propiedades químicas. El modelo mecánico-cuántico del átomo demostró que su volumen está en el núcleo, mientras que la fracción de electrones sigue siendo insignificante. Se mide en unidades atómicas de masa, que es igual a 1/12 de la masa del átomo de isótopo de carbono de C12.

Función de onda y orbital

modelo mecánico cuántico de un átomo de hidrógeno

De acuerdo con el principio B.Heisentberg, no se puede hablar con absoluta certeza de que un electrón que tiene una velocidad determinada se encuentra en un punto particular del espacio. Para describir las propiedades de los electrones, use la función de onda psi.

La probabilidad de detectar una partícula en un particularel tiempo es directamente proporcional al cuadrado de su módulo, que se calcula para un tiempo específico. Psi al cuadrado se llama densidad de probabilidad, que caracteriza los electrones alrededor del núcleo en forma de nube de electrones. Cuanto más grande sea, más probable será que el electrón en un determinado espacio del átomo sea más alto.

Para una mejor comprensión, puedes imaginarfotos superpuestas una encima de otra, donde la posición del electrón se fija en diferentes puntos en el tiempo. En el lugar donde habrá más puntos y la nube se volverá la más densa y la más alta probabilidad de encontrar un electrón.

Se calcula, por ejemplo, que el modelo de mecánica cuántica del átomo de hidrógeno incluye la densidad más alta de la nube de electrones ubicada a una distancia de 0.053 nanómetros del núcleo.

Órbita de mecánica clásica reemplazada ennube de electrones cuánticos. La función de onda del electrón psi se llama orbital, que se caracteriza por la forma y la energía de la nube de electrones en el espacio. Aplicado a un átomo, nos referimos al espacio alrededor del núcleo en el que la presencia de un electrón es más probable.

¿Imposible es posible?

modelos de núcleos atómicos

Como toda la teoría, el modelo de mecánica cuántica.La estructura atómica ha revolucionado verdaderamente el mundo científico y entre los habitantes. De hecho, hasta el día de hoy es difícil imaginar que una misma partícula en un mismo momento en el tiempo pueda estar simultáneamente en uno, ¡sino en diferentes lugares! Para proteger las estructuras establecidas, se dice que ocurren eventos en el micromundo que son impensables y no lo son en el macrocosmos. ¿Pero es realmente así? ¿O la gente simplemente tiene miedo de admitir incluso la posibilidad de que "una gota es como un océano y un océano es una gota"?

Me gustó:
0
Publicaciones populares
Desarrollo Espiritual
Comida
yup