SEÑALA LA DIFERENCIA QUE EXISTE ENTRE EL MODELO PLANETARIO DE BOHR Y EL MODELO MECANICO CUANTICO DE LA MATERIA
Respuestas
La diferencia principal reside en la percepción de la posición de los electrones de un átomo y la distribución de los mismos, ya sea en órbitas circulares (modelo planetario) o niveles de energía (modelo mecánico-cuántico).
Modelo Planetario de Bohr
Niels Bohr fue un físico danés y ganador del Premio Nobel de Física en el año 1922 por sus contribuciones a la investigación de los átomos y sus radiaciones. Es conocido por plantear un nuevo modelo atómico, que estaba basado en 3 postulados:
Primer postulado: los electrones giran alrededor del núcleo del átomo sin emisión de energía en órbitas estacionarias.
Segundo postulado: la órbita en la que pueden girar los electrones está definida por la fórmula mrv=n/h.2p que calcula el momento angular del electrón. (m es masa del electrón, r radio de la órbita, v velocidad del electrón, n número entero de la órbita, y la h la constante de Plank).
Tercer postulado: la radiación electromagnética es emitida por el cambio de órbita del electrón, de una externa a otra más interna, es el resultado de la diferencia de energía.
Éste modelo planetario, sintetizado, explica que los electrones se disponen en distintas órbitas circulares alrededor del núcleo del átomo y estos son diferentes niveles de energía. Con el ejemplo del átomo de hidrógeno, se demuestra que los electrones se configuran en las órbitas más cercanas al núcleo, es decir, ocupando el menor nivel de energía posible, lo que refuerza el primer postulado. Las órbitas son llamadas número cuántico principal y van desde el 1 al 7.
Dos conceptos importantes de ésta teoría son el de estado fundamental y estado excitado, siendo el primero donde los electrones están en su órbita correspondiente más próxima al núcleo (en el caso del átomo de hidrógeno, en el nivel 1), y el segundo cuando el electrón recibe un cuanto de energía y pasa a un nivel más alto.
Modelo mecánico-cuántico de la materia
Éste nuevo modelo fue construido por 3 científicos importantes; Louis de Broglie, Werner Heisenberg y Erwin Schrödinger. Los tres se complementaron, reseñando respectivamente que los electrones se comportaban tanto como onda y como partícula; que hay un principio de incertidumbre que dice que no hay manera exacta de conocer la posición, el momento y la energía de un electrón; y sin embargo hay una ecuación matemática llamada densidad electrónica, que permite conocer el psi cuadrado que es la función de la órbita, es decir, el orbital, lo que da la probabilidad el comportamiento del electrón, dependiendo de su cercanía al núcleo, por lo que si la probabilidad es mayor está más cercano al núcleo y si es menor está más alejado del núcleo.
Es Schrödinger y su función de densidad electrónica la que tumba el modelo de Bohr, ya que los electrones giran en volúmenes alrededor del núcleo, no en orbitas.
El modelo mecánico-cuántico detalla 4 números cuánticos, que son la distribución de electrones alrededor del núcleo, dado por un modelo matemático. Los números son los siguientes:
1. Número cuántico principal (n): es el nivel de energía, que aumenta al alejarse del núcleo (n:1, 2, 3…)
2. Número cuántico secundario (l): son los subniveles de energía dentro de cada nivel (l:0, 1, 2, 3, 4).
3. Número magnético (m): es la orientación de los orbitales (m: +/-1).
4. Número spin (s): es la cantidad de electrones en un orbital y sus giros, en cada orbital caben máximo dos electrones. (s: +1/2 y -1/2)
Todo esto da la Configuración Electrónica, que es la forma en la que se “llenan” los orbitales y suborbitales para completarse el átomo, y se rige bajo el Principio de Construcción, que contiene a su vez otros principios. El mismo consiste en que los electrones se configuran primero en los niveles más bajos de energía que están más cerca del núcleo y los de más energía se llenan cuando los primeros están completados (Principio de energía mínima); cada orbital recibe como máximo dos electrones con giros diferentes (Principio de exclusión de Pauli); y en las órbitas de misma energía solo pueden entrar los electrones de a uno, ubicándose con el mismo giro y es al alcanzar el semillenado que se unen los giros opuestos (Principio de máxima multiplicidad de Hund).
Ambos modelos son contribuciones importantes al estudio del átomo, no obstante, el modelo mecánico-cuántico complementa todo y establece el verdadero comportamiento de los electrones dentro del átomo, ya destacando la volumetría y los espacios de acción de los mismos, no solo viéndose como simples órbitas circulares.