Model Mecanoquàntic: Fonaments, Orbitals i Propietats Atòmiques
El Model Mecanoquàntic: Fonaments i Conceptes Clau
Introducció al Model Mecanoquàntic
Les equacions bàsiques del nou model van ser exposades el 1925 per W. Heisenberg i el 1926 per E. Schrödinger, de manera independent i amb una estructura diferent. Els aspectes més característics d’aquest model queden reflectits en els principis següents:
Principis Fonamentals del Model Mecanoquàntic
Dualitat Ona-Partícula de De Broglie
En 1924, L. De Broglie va proposar que les partícules materials tenen propietats ondulatòries i que tota partícula en moviment té una ona. Aquestes ones de matèria només es poden detectar en les partícules subatòmiques.
Principi d'Indeterminació de Heisenberg
Enunciat per W. Heisenberg el 1927, va establir que existeix un límit en la precisió amb què es poden determinar simultàniament la posició i la quantitat de moviment d’una partícula.
El Concepte d'Orbital Atòmic
Les equacions del model mecanoquàntic descriuen el comportament dels electrons dins l’àtom i recullen el seu caràcter ondulatori i la impossibilitat de predir-ne les trajectòries exactes. D’aquesta manera, estableixen el concepte d’orbital. Normalment, els orbitals es representen mitjançant superfícies imaginàries dins de les quals la probabilitat de trobar l’electró amb una energia determinada és molt gran.
Nombres Quàntics: Descripció dels Electrons
Els nombres quàntics descriuen el comportament dels electrons en l'àtom:
Nombre Quàntic Principal (n)
Designa el nivell d’energia.
Nombre Quàntic del Moment Angular Orbital (l)
Determina la forma de l’orbital i l’energia dins de cada nivell.
Nombre Quàntic Magnètic (m)
Descriu l’orientació de l’orbital en l’espai i explica el desdoblament de les línies espectrals en aplicar-hi un camp magnètic extern.
Nombre Quàntic Magnètic d'Espín de l'Electró
Ens dona el valor d’una propietat intrínseca de l’electró i d’altres partícules elementals: l’espín.
Configuracions Electròniques: Distribució dels Electrons
La distribució dels electrons d’un àtom en els diferents nivells i orbitals al voltant del nucli s’anomena configuració electrònica. Per saber com s’ordenen els electrons cal tenir en compte els següents principis:
- Principi d’Exclusió de Pauli: Els orbitals s’omplen segons les seves energies relatives.
- Regla de Hund.
Propietats Atòmiques Relacionades amb els Electrons
Energia d'Ionització
L'energia d'ionització és l'energia involucrada en el procés pel qual un àtom neutre d'un element X, en estat gasós, cedeix un electró del seu nivell extern i es converteix en un ió monopositiu X+, també en estat gasós.
Afinitat Electrònica
L'afinitat electrònica és l'energia intercanviada en el procés pel qual un àtom neutre d'un element X, en estat gasós, rep un electró i es converteix en un ió mononegatiu X-, també en estat gasós.