Menu

Central nuclear d'Isar, Alemanya

Model atòmic de Schrödinger, el model mecànic quàntic de l'àtom

Model atòmic de Schrödinger, el model mecànic quàntic de l'àtom

El model atòmic de Schrödinger es va desenvolupar en 1926. Es tracta del model mecànic quàntic de l'àtom que partia de l'equació de Schrödiger. En 1926, Erwin Schrödinger va desenvolupar aquesta equació per determinar la probabilitat que existia de trobar un electró en un punt determinat d'un àtom.

Fins a aquest moment, es considerava que els electrons només giraven en òrbites circulars al voltant de l' nucli atòmic d'acord amb el model atòmic de Bohr. Schrödinger va afirmar que els electrons també podien girar en òrbites el·líptiques més complexes i va calcular els efectes relativistes.

Les solucions a l'equació d'ona de Schrödinger també es coneixen com a funcions d'ona. La funció d'ones dóna només la probabilitat de trobar un electró en un punt donat al voltant de l'nucli.

Quines limitacions té el model atòmic de Bohr?

Fins a 1932, es creia que l'àtom estava compost per un nucli carregat positivament envoltat per electrons carregats negativament.

El model de Bohr funcionava per a l'àtom d'hidrogen. No obstant això, quan s'aplicava el model en altres àtoms s'observava que electrons d'un mateix nivell energètic l'energia variava una mica.

Aquesta variació no es podia explicar en el model de Niels Bohr i, per tant, requeria fer alguna esmena. La proposta va ser que dins d'un mateix nivell energètic existien subnivells. La forma concreta en que van sorgir de manera natural aquests subnivells, va anar incorporant òrbites el·líptiques i correccions relativistes.

El 1932, James Chadwick va bombardejar àtoms de beril·li amb partícules alfa. Es va produir l'emissió d'una radiació desconeguda. Aquesta partícula era el neutró i el seu descobriment va acostar als científics a un model més adequat de l'àtom.

Quines són les diferències entre els models atòmics de Schrödinger i el de Bohr?

El model atòmic de de Bohr establia una ruta exacta de cada electró dins de l'àtom. No obstant això, el model mecànic-quàntic només prediu les probabilitats de la posició de l'electró.

Per resoldre l'equació de Schrödinger es necessita quantificar les energies dels electrons. D'altra banda, en el model de Bohr, aquests números quàntics es van assumir sense una base matemàtica.

Característiques del model

El model atòmic de Schrödinger concebia originalment els electrons com a ones de matèria. Així l'equació de Schrödinger descriu l'evolució en el temps i l'espai d'aquesta ona material.

Més tard Max Born va proposar una interpretació probabilística de la funció d'ona dels electrons. No obstant això, aquesta interpretació era un model probabilístic que permetia fer prediccions empíriques, però en el qual la posició i la quantitat de moviment no poden conèixer-se simultàniament, pel principi d'incertesa .

Aquest model atòmic de Schrödinger es pot representar com un núvol d'electrons envoltant a el nucli de l'àtom. En els punts en què aquest núvol és més densa, la probabilitat de trobar l'electró és més gran. Per tant, aquest model va introduir el concepte de nivells de subenergía.

Què prediu el model atòmic de Schrödinger?

El model atòmic de Schrödinger prediu:

  • Les línies d'emissió espectral d'àtoms neutres i ionitzats.

  • La modificació dels nivells energètics quan hi ha un camp magnètic o elèctric.

  • A més, amb certes modificacions semi heurístiques el model explica l'enllaç químic i l'estabilitat de les molècules.

Què falla en el model mecànic-quàntic de l'àtom?

El model de Schrödinger resulta incomplet en els següents aspectes:

  • No té en compte l'espín electrònic.

  • El model ignora els efectes relativistes dels electrons ràpids.

  • El model de Schrödinger no explica per què un electró en un estat quàntic excitat decau cap a un nivell inferior si existeix algun lliure.

Autor:

Data de publicació: 18 de agost de 2021
Última revisió: 18 de agost de 2021