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Modelo Atómico de Schrödinger

Modelo atómico de Sommerfeld
El Modelo Atómico de Schrödinger

¿Sabías que existen diferentes modelos atómicos? A lo largo de la historia en la teoría atómica, la representación del átomo ha tomado diferentes formas. Gracias a los estudios de diversos científicos. Por ejemplo, existe el modelo atómico de Bohr, elaborado por el conocido Niels Bohr. O también, el modelo atómico de Schrödinger.

En esta ocasión, te hablaremos del modelo atómico de Schrödinger. Tal como su nombre lo indica, fue elaborado por Erwin Schrödinger, en el año de 1926. También conocido como el modelo mecánico cuántico del átomo. Nos habla acerca del comportamiento ondulatorio del electrón. Una aportación innovadora para su época. Aquí, te hablamos más acerca del tema.

Gracias a sus aportaciones en la teoría atómica. El científico Schrödinger, fue galardonado con el Premio Nobel en año de 1933. Además, propuso la ecuación homónima. Para estimar la probabilidad en la que un electrón se encuentre en una posición.

Como la mayoría de los modelos atómicos, los cuales se basaron en otros modelos, teorías y leyes. Schrödinger se apoyó en la hipótesis de Broglie. La cual, nos aseguraba que cada partícula en movimiento se relaciona con una onda. Y de la misma manera, puede comportarse como una onda.

Antes de desarrollar su modelo, Schrödinger propuso que el movimiento de los electrones en un átomo. Estaba dado por la dualidad onda-partícula. Por lo cual, los electrones tenían la posibilidad de moverse alrededor del núcleo. En forma de ondas estacionarias, parecido al movimiento de las cuerdas de una guitarra.

Modelo Atómico de Schrödinger

A continuación, te explicamos las propuestas presentadas en el modelo atómico de Schrödinger.

  1. En primer lugar, nos presenta al movimiento de los electrones como ondas estacionarias. Idea que, hasta la fecha, parecía descartable.
  2. Como segunda propuesta, nos mencionó que los electrones se mueven constantemente. En otras palabras, no se encuentran en una sola posición dentro del átomo. Por lo cual, no tienen una posición especifica.
  3. Su tercera aportación, es que el modelo no predice la ubicación del electrón. Ya que solo es una representación que se asemeja a la realidad. La cual, nos describe el camino que toma en el átomo. Nos permite estimar una parte en la que, posiblemente, se encuentre el electrón.
  4. En cuarto lugar, nos decía que las áreas donde posiblemente se encontraban los electrones. Recibían el nombre de orbitales atómicos. Por lo tanto, es lo que hoy conocemos como orbitas o niveles de energía. Estas órbitas nos indican cierto movimiento de traslación alrededor del núcleo del átomo. Hoy en día, sabemos que estos orbitales atómicos tienen diferentes niveles. Y al mismo tiempo, cuentan con subniveles de energía dentro de ellos. Los cuales, podemos definirlos entre nubes de electrones.

Finalmente, debemos mencionar que el modelo de Schrödinger, no tomaba en cuenta la estabilidad del núcleo. Se dedicó esencialmente a explicar la mecánica cuántica relacionada con el movimiento de los electrones en el átomo.

Teoría y Modelo Atómico de Schrödinger

Anteriormente, te mencionamos que modelo atómico de Schrödinger está basado en la hipótesis de Broglie. Además de esto, también tiene su origen en los modelos atómicos de Bohr y Sommerfeld.

Para desarrollar su propio modelo, Schrödinger se tomó como parte de su investigación a el experimento de Young. Añadiendo a este, un poco de su análisis, y algunas de sus observaciones. Con esto, creó la expresión matemática con su nombre.

Empezaremos hablando acerca del experimento de Young. Con el cual, se llegó a la primera demostración acerca de la dualidad onda-partícula. Ya que, la hipótesis Broglie que habla acerca de la naturaleza ondulatoria y corpuscular de la materia. Puede demostrarse por medio del experimento de Young. O también llamado como el experimento de doble rendija. En el año de 1801, realizó este experimento para probar la naturaleza ondulatoria de la luz. Dando paso al nuevo modelo atómico de Schrödinger.

En dicho experimento, Young tomó y dividió la emisión de un rayo de luz. El cual, pasaba a través de un pequeño agujero en una cámara de observación. Se diseño se tal forma que el haz de luz fuera más ancho que la tarjeta. Por lo que, cuando la tarjeta se colocó horizontalmente, el haz se dividió en dos partes similares. Los rayos de luz fueron dirigidos por un espejo.

Haciendo que los rayos pegaran a una pared en una habitación oscura. Donde había un patrón de interferencia entre ambas ondas. Por lo que, la luz sí podía comportarse ya sea como una partícula. O bien, como una onda. Confirmando la hipótesis de un inicio.

Aproximadamente siglo después, el aclamado Albert Einstein. Compartió esta idea, de nueva cuenta, en sus principios de la mecánica cuántica.

La Ecuación de Schrödinger

Schrödinger propuso a la comunidad científica, dos modelos matemáticos.  Ofreciendo dos ideas, dependiendo del posible cambio en el estado cuántico. A continuación, te explicamos más.

Antes de completar su análisis y su modelo atómico. Schrödinger dio a conocer una ecuación, la cual lleva su mismo nombre. A finales del año de 1926. Tal ecuación, se centraba en las funciones de onda. Las cuales, se comportaban como ondas estacionarias.

Lo anterior, incluía que la onda no tiene un movimiento deliberado. Así mismo, sus nodos, o bien sus puntos de equilibrio. Nos sirven de base para que la estructura se mueva a su alrededor. Dando una frecuencia y amplitud específicas.

Schrödinger decía que las ondas que describían a las cargas negativas como estados estacionarios u orbitales. Estaban relacionadas, con diferentes niveles de energía.

Ecuación

Enseguida, te explicamos más sobre la ecuación de Schrödinger independiente del tiempo. Primero, debemos saber que se conforma por: E, Ψ, y Η ̂. En donde, cada una significa lo siguiente.

  • E, es la constante de proporcionalidad.
  • También está: Ψ, es la función de onda del sistema cuántico.
  • Además, tenemos a: Η. El cual, describe a la Operadora de Hamilton.

Comencemos mencionando que, la ecuación de Schrödinger nos dice que, si se tiene una función de onda Ψ. Y también, el operador de Hamilton actúa sobre ella. Su constante de proporcionalidad, representa a la energía total del sistema cuántico en uno de sus estados estacionarios.

Utilizando el modelo atómico de Schrödinger, si el electrón se mantiene en un espacio definido. Se encontrarán valores de energía discreta. Mientras que, si el electrón se mueve libremente en el espacio, habrá intervalos de energía continuos.

Entonces, siguiendo a las matemáticas, hay diferentes soluciones para la ecuación de Schrödinger. Toda solución supone a un valor diferente para la constante de proporcionalidad E.

De acuerdo al principio de incertidumbre de Heisenberg. No podemos aproximarnos la posición o la energía de un electrón. Es por ello, que los estudiosos del tema, afirman que indicar la exacta ubicación del electrón en el átomo es incierto.

Modelo Atómico Actual de Schrödinger Postulados

En resumen, el modelo atómico de Schrödinger propone los siguientes postulados. No olvides tomar nota.

  • Primero tenemos que los electrones se conducen como ondas estacionarias. Las cuales, se encuentran en el espacio de acuerdo a la función de ondas Ψ.
  • Segundo, los electrones se mueven dentro del átomo al describir orbitales. Al mismo tiempo, nos dice que las orbitales. Son aquellas porciones del espacio donde hay gran probabilidad de hallar un electrón.
  • Tercero, tenemos que la configuración electrónica del modelo atómico de Schrödinger explica las propiedades de los átomos y sus enlaces.

Por último, debemos considerar que el modelo atómico de Schrödinger. No toma en cuenta las variaciones del comportamiento de los electrones.

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