MODELO MECÁNICO-CUÁNTICO

Principio fundamental de la mecánica cuántica:

Principio de incertidumbre de Heisemberg

Es imposible determinar con exactitud el momento (velocidad) y la posición de un electrón de manera simultánea.

Erwin Schröedinger (1926) propuso una ecuación matemática (de la mecánica cuántica) "Ecuación de ONDA" referida al sistema formado por un núcleo y un electrón en movimiento, al resolverla obtuvo un conjunto de funciones matemáticas. Funciones de onda orbital que describen el movimiento y estado energético del electrón, la probabilidad de encontrar un electrón en una cierta región del espacio. De la resolución de la ecuación de Shröedinger surgen valores numéricos: los números cuánticos.

NÚMEROS CUÁNTICOS

  n   n° cuántico principal: nivel energético del electrón, relacionado con la energía asociada al electrón y con el volumen o tamaño del orbital. Indica el número de capa o nivel energético de la misma, toma valores enteros positivos 1, 2, 3 ...

  l   n° cuántico azimutal o secundario: especifica el momento angular del electrón en su movimiento alrededor del núcleo y determina la forma espacial del orbital. Indica el número de subniveles energéticos que pueden existir en un nivel dado. Toma valores desde 0 hasta n-1.

El número cuántico principal y el secundario determinan conjuntamente la energía del orbital en un átomo.

  m   n° cuántico magnético: relacionado con la orientación espacial del orbital toma valores -1, 0, +1 para cada "l"; representa la orientación de la forma espacial de cada orbital según un eje arbitrario de referencia que viene dado por un campo magnético externo. A todos los orbitales atómicos con los mismos números cuánticos principal y secundario se les llama orbitales degenerados ya que poseen la misma energía, aunque posean distinto número cuántico magnético. 

Los tres números cuánticos, antes descritos, definen un orbital; su tamaño, su forma y su orientación, así como su energía:

 En 1928, Dirac, al combinar la teoría cuántica con la teoría relativista, introdujo un cuarto número cuántico para designar al electrón:

   s   n° cuántico spin: representa el movimiento de rotación del electrón alrededor de sí mismo. El electrón, como carga eléctrica en movimiento, crea un campo magnético que puede ser del mismo sentido o de sentido opuesto a otro campo magnético externo. Al poder tener sólo dos sentidos de giro sobre sí mismo, "s" solo podrá tomar 2 valores -1/2 o +1/2.

Para determinar a un electrón, hay que indicar el orbital atómico en el que se encuentra y su spín, es decir hacen falta cuatro números cuánticos: