2dos conceptos!

Orbital

En mecánica cuántica, la función que describe la región del espacio que circunda el núcleo de un átomo y en la cual se da la probabilidad máxima de encontrar un electrón (orbital atómico).

 El descubrimiento de los electrones, realizado a finales del siglo XIX, dio lugar a una serie de investigaciones encaminadas a determinar la estructura y conformación del átomo. En 1911 el físico británico Ernest Rutherford formuló un modelo atómico según el cual los electrones giraban en torno al núcleo en órbitas circulares fijas, comparables en cierto modo a las órbitas de los planetas. Este modelo fue seguido por otros que asumían, en cualquier caso, que el electrón tenía una órbita precisa determinable. 

Esta hipótesis entró en crisis con el desarrollo de la mecánica cuántica, según la cual no tiene sentido hablar de órbita del electrón; este concepto ha sido sustituido por el de distribución de probabilidades. Dicho de otro modo, un electrón se puede encontrar con cierta probabilidad en cualquier punto alrededor del núcleo; las zonas del espacio donde la probabilidad es más elevada corresponden a lo que en los modelos precedentes constituía la órbita.

La distribución de probabilidades puede representarse matemáticamente mediante funciones de onda que reciben el nombre de orbitales y que pueden ser descritas gráficamente como figuras fuera de cuyo contorno la probabilidad de encontrar un electrón es mínima. Hay orbitales de forma esférica (tipo s), como en el caso del único electrón del átomo de hidrógeno, el más sencillo; orbitales de forma toroidal o de ocho (tipo p), que, a diferencia de los orbitales s, son múltiples y orientables en el espacio según los tres ejes cartesianos, y orbitales aún más complejos (tipo d y tipo f). Puede suceder también que los orbitales de tipo s y p interactúen dando lugar a la formación de los denominados orbitales híbridos. En un orbital puede haber un máximo de dos electrones, en cuyo caso su espín es de signo opuesto. La energía del orbital viene determinada por la energía de los electrones que lo ocupan. Los orbitales moleculares están formados por orbitales atómicos y son estructuras de una gran complejidad. Sólo los orbitales atómicos que reúnen determinadas características —por ejemplo, valor energético casi idéntico, mismas propiedades de simetría, máxima superposición posible— pueden participar en la formación de un orbital molecular.

Átomo,

 es la unidad más pequeña posible de un elemento químico. En la filosofía de la antigua Grecia, la palabra “átomo” se empleaba para referirse a la parte de materia más pequeña que podía concebirse. Esa “partícula fundamental”, por emplear el término moderno para ese concepto, se consideraba indestructible. De hecho, átomo significa en griego “no divisible”. A lo largo de los siglos, el tamaño y la naturaleza del átomo sólo fueron objeto de especulaciones, por lo que su conocimiento avanzó muy lentamente.

Con la llegada de la ciencia experimental en los siglos XVI y XVII , los avances en la teoría atómica se hicieron más rápidos. Los químicos se dieron cuenta muy pronto de que todos los líquidos, gases y sólidos se pueden descomponer en sus constituyentes últimos, o elementos. Por ejemplo, se descubrió que la sal se componía de dos elementos diferentes, el sodio y el cloro, ligados en una unión íntima conocida como compuesto químico. El aire, en cambio, resultó ser una mezcla de los gases nitrógeno y oxígeno

EL ATOMO DE BOHR

Para explicar la estructura del átomo, el físico danés Niels Bohr desarrolló en 1913 una hipótesis conocida como teoría atómica de Bohr, este supuso que los electrones están dispuestos en capas definidas, o niveles cuánticos, a una distancia considerable del núcleo. La disposición de los electrones se denomina configuración electrónica. El número de electrones es igual al número atómico del átomo: el hidrógeno tiene un único electrón orbital, el helio dos y el uranio 92. Las capas electrónicas se superponen de forma regular hasta un máximo de siete, y cada una de ellas puede albergar un determinado número de electrones.

 La primera capa está completa cuando contiene dos electrones, en la segunda caben un máximo de ocho, y las capas sucesivas pueden contener cantidades cada vez mayores. Ningún átomo existente en la naturaleza tiene la séptima capa llena. Los “últimos” electrones, los más externos o los últimos en añadirse a la estructura atómica, determinan el comportamiento químico del átomo. 

Todos los gases inertes o nobles (helio, neón, argón, criptón, xenón y radón) tienen llena su capa electrónica externa. No se combinan químicamente en la naturaleza, aunque los más pesados (argón, criptón, xenón y radón) pueden formar compuestos químicos en el laboratorio. Por otra parte, las capas exteriores de los elementos como litio, sodio o potasio sólo contienen un electrón. 

Estos elementos se combinan con facilidad con otros elementos (transfiriéndoles su electrón más externo) para formar numerosos compuestos químicos. De forma equivalente, a los elementos como el flúor, el cloro o el bromo sólo les falta un electrón para que su capa exterior esté completa. También se combinan con facilidad con otros elementos de los que obtienen electrones.

TEORIA CUANTICA

 Teoría física basada en la utilización del concepto de unidad cuántica para describir las propiedades dinámicas de las partículas subatómicas y las interacciones entre la materia y la radiación. Las bases de la teoría fueron sentadas por el físico alemán Max Planck, que en 1900 postuló que la materia sólo puede emitir o absorber energía en pequeñas unidades discretas llamadas cuantos. Otra contribución fundamental al desarrollo de la teoría fue el principio de incertidumbre, formulado por el físico alemán Werner Heisenberg en 1927, y que afirma que no es posible especificar con exactitud simultáneamente la posición y el momento lineal de una partícula subatómica.

En los siglos XVIII y XIX, la mecánica newtoniana o clásica parecía proporcionar una descripción totalmente precisa de los movimientos de los cuerpos, como por ejemplo el movimiento planetario. Sin embargo, a finales del siglo XIX y principios del XX, ciertos resultados experimentales introdujeron dudas sobre si la teoría newtoniana era completa. Entre las nuevas observaciones figuraban las líneas que aparecen en los espectros luminosos emitidos por gases calentados o sometidos a descargas eléctricas. 

Según el modelo del átomo desarrollado a comienzos del siglo XX por el físico británico nacido en Nueva Zelanda Ernest Rutherford, en el que los electrones cargados negativamente giran en torno a un núcleo positivo, en órbitas dictadas por las leyes del movimiento de Newton, los científicos esperaban que los electrones emitieran luz en una amplia gama de frecuencias, y no en las estrechas bandas de frecuencia que forman las líneas de un espectro.

Otro enigma para los físicos era la coexistencia de dos teorías de la luz: la teoría corpuscular, que explica la luz como una corriente de partículas, y la teoría ondulatoria, que considera la luz como ondas electromagnéticas. Un tercer problema era la ausencia de una base molecular para la termodinámica. En su libro Principios elementales en mecánica estadística (1902), el físico estadounidense J. Willard Gibbs reconocía la imposibilidad de elaborar una teoría de acción molecular que englobara los fenómenos de la termodinámica, la radiación y la electricidad tal como se entendían entonces.