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Modelo de Bohr-Sommerfeld. Niels Bohr (1855-1962). 1913. Modelo planetario. ¿Qué pasa con los electrones al interior del átomo?. Los electrones en los átomos están cuantizados, es decir no pueden tener cualquier valor de energía sino sólo ciertos valores específicos de energía.
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Niels Bohr (1855-1962) • 1913. Modelo planetario. ¿Qué pasa con los electrones al interior del átomo?. • Los electrones en los átomos están cuantizados, es decir no pueden tener cualquier valor de energía sino sólo ciertos valores específicos de energía.
Postulados del modelo de Bohr: • Los electrones (cargados negativamente) se mueven en órbitas circulares alrededor del núcleo cargado positivamente. • Sólo ciertas órbitas o niveles energéticos están permitidos. 3. Un electrón que se mueve en una órbita alrededor del núcleo no irradia energía (De otra forma el electrón caería en espiral en el núcleo a medida que gradualmente pierde energía).
4. Las órbitas lejanas poseen más energía que las órbitas más cercanas. 5. Los electrones pueden cambiar de órbita; si lo hacen a órbitas más lejanas tienen que ganar esa energía (cuanto), en este caso calorífica, y para regresar a su órbita basal tienen que perder la energía en forma de luz.
Lo que mantiene a los electrones en sus órbitas es la atracción eléctrica del núcleo. • La energía de los electrones solo puede darse en cantidades fijas
Arnold Sommerfeld (1868-1951). • El electrón gira alrededor del núcleo atómico formando elipses o círculos y además en forma ondulatoria como la luz. • Las órbitas que el movimiento de los electrones describían eran niveles energéticos definidos por números cuánticos, suponiendo diferencias de un estado energético o subnivel energético a otro.
Debilidad del modelo. • Funcionaba sólo con átomos de hidrógeno y iones que contenían un solo electrón.
Teoría cuántica. • En 1926 Erwin Schröedinger, utilizando una técnica matemática complicada, formuló una ecuación que incorpora comportamientos, en términos de masa m, y ondulatorio, en términos de una función de onda Ψ (psi) que depende de la posición del sistema en el espacio (como la de un electrón en un átomo).
Significado de la función de onda Ψ2 • La función de onda en sí misma no tiene significado físico real directo. Sin embargo, el cuadrado de la función de la onda, Ψ2, está relacionado con la probabilidad de encontrar al electrón en cierta región del espacio.
Un hecho sustantivo de este nuevo modelo atómico, es que ya no podemos seguir hablando acerca de la localización exacta de un electrón. En lugar de la certeza asociada a la posición de un electrón siempre viajando en una órbita elíptica prescrita, como en un sistema solar en miniatura, sólo podemos hablar en términos de la probabilidad de encontrar al electrón en un punto dado del espacio en un tiempo dado.
Números cuánticos. • Explican la condición energética de los electrones. • Numero cuántico principal (n): describe el nivel energético principal de un electrón y sus valores. Va desde 1 a 7.
Número cuántico secundario (l): indica el tipo de orbital en el que se encuentra el átomo, sus posibles valores son 0 hasta el número cuántico principal menos 1 (n-1). El valor de l es variable y eso determina el tipo de orbital o subnivel energético del electrón: l = 0, describe un subnivel s l = 1, describe tres subniveles p l = 2, describe cinco subniveles d l = 3, describe siete subniveles f.
Momento magnético (m) : es la orientación en el espacio del giro del electrón alrededor de un núcleo de un átomo. Sus posibles valores son -1……. 0 …… +1 • Spin o giro (s): indica la orientación del giro del electrón sobre su propio eje. Sus posibles valores son +1/2 ó – 1/2
Orbitales atómicos • Los electrones se mueven constantemente en un espacio, como una nube que rodea al núcleo. Y dependiendo de la energía de los electrones, existen cuatro tipos de orbitales atómicos.
Orbital en forma de esfera “S” De acuerdo con el nivel de energía: 1s esfera muy pequeña y muy cercana al núcleo atómico. 2s esfera más grande y más lejos del núcleo. 3s esfera aún más grande y más lejos del núcleo Es la representación gráfica de la probabilidad de encontrar un electrón en función de la distancia al núcleo.
Orbital “P” • Tiene forma de doble elipse, una frente a la otra. Tres posibles valores que corresponden a las tres posibles orientaciones de las elipses px, py, pz (ejes del plano cartesiano). • Entre las dos elipses que forma la nube electrónica de los orbitales p se encuentran situados los orbitales s.
3p 4p
Orbitales “d” • Tienen forma de lóbulos, cada uno de los cuales se ubican frente a otro, por su extremo más delgado. Tienen cinco valores del número cuántico m que corresponde a las cinco orientaciones del plano cartesiano.
Orbitales d • Los orbitales d son más complejos porque la probabilidad de encontrar un electrón se amplía, dada su distancia del núcleo y menor fuerza de atracción.
Orbitales “f” • Son las formas más complejas. Tienen un aspecto multilobular con siete diferentes configuraciones. • Describen una probabilidad aún más amplia que los demás orbitales por su distancia del núcleo.
