Explorando los Modelos Atómicos: De Rutherford a la Incertidumbre

Modelo Atómico de Rutherford

El átomo está formado por un núcleo central y una corteza que lo rodea. El núcleo atómico es muy pequeño comparado con la corteza, que contiene toda la carga positiva del átomo y casi toda su masa. La corteza electrónica contiene a los electrones (e-) girando alrededor del núcleo. La fuerza de atracción eléctrica sobre los electrones ejercida por el núcleo es la responsable de dicho giro, evitando así que los electrones colapsen en el núcleo.

Espectro del Hidrógeno

Los espectros de emisión del hidrógeno en el infrarrojo y en el ultravioleta se obtuvieron entre 1906 y 1914. El conocimiento de estos espectros permitió encontrar una generalización de la fórmula de Balmer:

1/λ = R(1/n² - 1/m²), con n, m enteros, 1 ≤ n < m. R = 10970000 m^-1 (constante de Rydberg)

Modelo Atómico de Bohr

El modelo de Bohr se basa en los siguientes postulados:

1. Primer postulado: Los electrones en los átomos giran describiendo órbitas circulares centradas en el núcleo sin irradiar energía.
2. Segundo postulado: Los electrones solo pueden describir órbitas donde el momento angular del electrón con respecto al núcleo sea múltiplo entero positivo de la constante de Planck (h) entre 2π.

mvr = n • h/2π

donde:

• n = 1, 2, 3…
• m = masa del electrón
• v = velocidad
• r = radio de la órbita
• n = número cuántico principal del electrón

3. Tercer postulado: Los electrones pueden pasar de una órbita a otra (ambas permitidas) absorbiendo o emitiendo un fotón cuya energía coincida con la diferencia de las energías del electrón en dichas órbitas. Es decir, si Ei y Ef son las energías del electrón en las órbitas inicial y final respectivamente, entonces la frecuencia (ν) del cuanto emitido o absorbido por el electrón verifica:

|Ef - Ei| = hν

Hipótesis de De Broglie

Toda partícula es a la vez onda y viceversa. Por tanto, toda onda y partícula poseen a la vez λ (longitud de onda) y momento lineal, siendo el producto de ambas igual a h (constante de Planck):

λp = h

La λ que le corresponde a una partícula según h es denominada λ asociada a la partícula, o también λ de Broglie de la partícula.

Principio de Incertidumbre de Heisenberg

Al medir a la vez la coordenada x de una partícula y la componente X de su vector momento lineal, el producto de los errores cometidos en cada una de estas medidas es mayor o igual que h/4π. Igualmente sucede con las coordenadas Y y Z, y con los errores cometidos al medir la energía del electrón y el instante t en que la tiene.