Modelo Mecánico Cuántico: Definición y descubrimiento

Modelo mecánico cuántico del átomo

El modelo mecánico cuántico del átomo considera a los electrones dentro de un átomo como ondas, no como partículas, como se creía anteriormente. Debido a esto, se puede decir que los electrones tienen una alta probabilidad de residir en orbitales específicos, o regiones del espacio, dentro del átomo. Este modelo no representa el movimiento de un electrón, sino que indica la probabilidad de encontrar un electrón dentro de un orbital específico dentro del átomo en un momento dado. Por lo tanto, el modelo mecánico cuántico del átomo se basa en la probabilidad y no en la certeza, a diferencia de los modelos anteriores del átomo.

¿Quién descubrió el modelo mecánico cuántico?

En su modelo anterior del átomo, Neils Bohr propuso que los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas o capas discretas. Sin embargo, este modelo no tenía en cuenta el hecho de que los electrones podían comportarse como ondas y partículas. Louis de Broglie había propuesto anteriormente que el electrón muestra propiedades de onda además de propiedades de partícula. Al describir matemáticamente los electrones como ondas estacionarias, el físico austríaco Erwin Schr{eq}\ddot{o} {/eq}dinger desarrolló una ecuación para determinar una función de onda que predice la posición probable de un electrón dentro del átomo. Al describir los electrones como ondas en lugar de partículas, el modelo mecánico cuántico de Schr{eq}\ddot{o} {/eq}dinger revisó los modelos anteriores que caracterizaban a los electrones como si viajaran a lo largo de trayectorias a distancias específicas desde el núcleo.

Funciones de onda

Las funciones de onda describen la ubicación probable de un electrón dentro de un átomo. La ecuación de Schrödinger establece que {eq}\hat{H}\psi = E\psi {/eq}, donde {eq}\psi {/eq} es la función de onda, {eq}\hat{H} {/eq} es un operador y E es la energía del sistema. Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, es imposible conocer la energía y la ubicación exactas de un electrón en un momento dado. Por lo tanto, esta ecuación se puede utilizar para calcular funciones de onda específicas llamadas orbitales que se correlacionan con un nivel de energía particular, prediciendo la ubicación probable de un electrón en lugar de definirla con certeza.

Nubes de electrones

La ubicación de los electrones en el modelo mecánico cuántico del átomo se denomina nube de electrones, que es simplemente una región del espacio. Más específicamente, esta nube de electrones puede denominarse distribución de probabilidad. Existen diferentes probabilidades de encontrar un electrón en cualquier punto dado del espacio dentro de la región. Las regiones más sombreadas indican una mayor probabilidad de encontrar una región de electrones al visualizar nubes de electrones. Por el contrario, las regiones menos sombreadas indican una menor probabilidad de encontrar un electrón dentro de esta región.

¿Qué es un orbital mecánico cuántico?

Un orbital mecánico cuántico es una región tridimensional del espacio dentro de un átomo con una alta probabilidad de encontrar un electrón. La densidad de probabilidad describe la probabilidad de encontrar un electrón dentro de esta región del espacio. Una densidad de probabilidad alta indicaría una alta probabilidad de localizar un electrón dentro de esta región. Por el contrario, una densidad de probabilidad baja indicaría una baja probabilidad de encontrar un electrón dentro de esta región.

Resumen de la lección

El modelo mecánico cuántico del átomo se desarrolló para describir las propiedades ondulatorias de los electrones. Este modelo caracteriza las propiedades de los electrones utilizando un conjunto de cuatro números cuánticos y representa la probabilidad de localizar un electrón dentro de orbitales específicos, o regiones del espacio, dentro de un átomo, en lugar de describir a los electrones como partículas específicas que pueden ubicarse a lo largo de una trayectoria discreta. El modelo mecánico cuántico no se basa en la certeza, sino en la probabilidad de encontrar electrones dentro de regiones del espacio en un átomo.