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El modelo atómico de Schrödinger fue desarrollado por Erwin Schrödinger en 1926. Esta propuesta es conocida como el modelo mecánico cuántico del átomo, y describe el comportamiento ondulatorio del electrón.

Schrödinger sugirió que el movimiento de los electrones en el átomo correspondía a la dualidad onda-partícula, y en consecuencia, los electrones podían movilizarse alrededor del núcleo como ondas estacionarias.

Schrödinger, quien fue galardonado con el Premio Nobel en 1933 por sus aportes a la teoría atómica, desarrolló la ecuación homónima para calcular la probabilidad de que un electrón se encuentre en una posición específica.

Características del modelo atómico de Schrödinger

-Describe el movimiento de los electrones como ondas estacionarias.

-Los electrones se mueven constantemente, es decir, no tienen una posición fija o definida dentro del átomo.

-Este modelo no predice la ubicación del electrón, ni describe la ruta que realiza dentro del átomo. Solo establece una zona de probabilidad para ubicar al electrón.

-Estas áreas de probabilidad se denominan orbitales atómicos. Los orbitales describen un movimiento de traslación alrededor del núcleo del átomo.

-Estos orbitales atómicos tienen diferentes niveles y sub-niveles de energía, y pueden definirse entre nubes de electrones.

-El modelo no contempla la estabilidad del núcleo, solo se remite a explicar la mecánica cuántica asociada al movimiento de los electrones dentro del átomo.

El modelo atómico de Schrödinger se fundamenta en la hipótesis de Broglie, así como en los modelos atómicos previos de Bohr y Sommerfeld.

Broglie propuso que al igual que las ondas tienen propiedades de las partículas, las partículas tienen propiedades de las ondas, teniendo una longitud de onda asociada. Algo que generó mucha expectación en la época, siendo el propio Albert Einstein avalador de su teoría.

Sin embargo, la teoría de Broglie tenía una carencia, la cual era que no se entendía muy bien el significado de la propia idea: un electrón puede ser una onda, ¿pero de qué? Es entonces cuando aparece la figura de Schrödinger para dar respuesta.

Para ello, el físico austriaco se apoyó en el experimento de Young, y con base en sus observaciones propias, desarrolló la expresión matemática que lleva su nombre.

A continuación los cimientos científicos de este modelo atómico:

El experimento de Young: la primera demostración de la dualidad onda-partícula

La hipótesis de Broglie sobre la naturaleza ondulatoria y corpuscular de la materia puede ser demostrada mediante el Experimento de Young, también conocido como experimento de doble rendija.

El científico inglés Thomas Young sentó las bases del modelo atómico de Schrödinger cuando en 1801 realizó el experimento para comprobar la naturaleza ondulatoria de la luz.

Durante su experimentación, Young dividió la emisión de un haz de luz que atraviesa un agujero pequeño a través de una cámara de observación. Esta división se logra mediante el empleo de una tarjeta de 0,2 milímetros, ubicada paralela al haz.

El diseño del experimento estaba hecho para que el haz de luz fuese más ancho que la tarjeta, así, al colocar la tarjeta de manera horizontal, el haz se dividía en dos partes aproximadamente iguales. La salida de los haces de luz era dirigida mediante un espejo.

Ambos haces de luz impactaban sobre una pared en una habitación oscura. Allí se evidenciaba el patrón de interferencias entre ambas ondas, con lo cual quedaba demostrado que la luz podía comportarse tanto como una partícula como una onda.

Un siglo más tarde, Albert Einsten reforzó la idea mediante los principios de mecánica cuántica.

Schrödinger desarrolló dos modelos matemáticos, diferenciando qué ocurre dependiendo si el estado cuántico cambia con el tiempo o no.

Para el análisis atómico, Schrödinger publicó a finales de 1926 la ecuación de Schrödinger independiente del tiempo, la cual se fundamenta en que las funciones de onda se comporten como ondas estacionarias.

Esto implica que la onda no se mueve, sus nodos, esto es, sus puntos de equilibrio, sirven como pivote para que el resto de la estructura se mueva alrededor de ellos, describiendo una frecuencia y amplitud determinadas.

Schrödinger definió a las ondas que describen los electrones como estados estacionarios u orbitales, y están asociados, a su vez, a distintos niveles de energía.

La ecuación de Schrödinger independiente del tiempo es la siguiente:

E: constante de proporcionalidad.

Ψ: función de onda del sistema cuántico.

Η ̂: operador Hamiltoniano.

La ecuación de Schrödinger independiente del tiempo se emplea cuando el observable que representa la energía total del sistema, conocido como operador Hamiltoniano, no depende del tiempo. Sin embargo, la función que describe al movimiento ondulatorio total siempre dependerá del tiempo.

La ecuación de Schrödinger indica que si se tiene una función de onda Ψ, y el operador Hamiltoniano actúa sobre ella, la constante de proporcionalidad E representa la energía total del sistema cuántico en uno de sus estados estacionarios.

Aplicado al modelo atómico de Schrödinger, si el electrón se mueve en un espacio definido se tienen valores discretos de energía, y si el electrón se desplaza libremente en el espacio, se tienen intervalos continuos de energía.

Desde el punto de vista matemático, se tienen varias soluciones para la ecuación de Schrödinger, cada solución implica un valor diferente para la constante de proporcionalidad E.

Según el principio de incertidumbre de Heisenberg, no es posible estimar la posición ni la energía de un electrón. En consecuencia, los científicos reconocen que la estimación de la ubicación del electrón dentro del átomo es inexacta.

Los postulados del modelo atómico de Schrödinger son los siguientes:

-Los electrones se comportan como ondas estacionarias que se distribuyen en el espacio según la función de onda Ψ.

-Los electrones se desplazan dentro del átomo en describiendo orbitales. Estos son zonas en donde la probabilidad de encontrar un electrón es considerablemente más alta. La referida probabilidad es proporcional al cuadrado de la función de onda Ψ ².

La configuración electrónica del modelo atómico de Schrödinguer explica las propiedades periódicas de los átomos y los enlaces que forman.

Sin embargo, el modelo atómico de Schrödinger no contempla el spin de los electrones, y tampoco considera las variaciones del comportamiento de electrones rápidos debido a efectos relativistas.

Modelo atómico de Broglie.

Modelo atómico de Chadwick.

Modelo atómico de Heisenberg.

Modelo atómico de Perrin.

Modelo atómico de Thomson.

Modelo atómico de Dalton.

Modelo atómico de Dirac Jordan.

Modelo atómico de Demócrito.

Modelo atómico de Leucipo.

Modelo atómico de Bohr.

Modelo atómico de Sommerfeld.

Modelo atómico actual.

1. El modelo atómico de Schrodinger (2015).Recuperado de: quimicas.net

2. El modelo mecánico cuántico del átomo Recuperado de: es.khanacademy.org

3. La ecuación de onda de Schrödinger (s.f.). Universidad Jaime I. Castellón, España. Recuperado de: uji.es

4. Modern atomic theory: models (2007). © ABCTE. Recuperado de: abcte.org

5. Schrodinger's Atomic Model (s.f.). Recuperado de: erwinschrodingerbiography.weebly.com

6. Wikipedia, La Enciclopedia Libre (2018). Ecuación de Schrödinger. Recuperado de: es.wikipedia.org

7. Wikipedia, La Enciclopedia Libre (2017). Experimento de Young. Recuperado de: es.wikipedia.org

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Modelo Atómico de Schrödinger: Características, Postulados

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El modelo atómico de Schrödinger fue desarrollado por Erwin Schrödinger en 1926. Esta propuesta es conocida como el modelo mecánico cuántico del átomo, y describe el comportamiento ondulatorio del electrón. Schrödinger sugirió que el movimiento de los electrones en el átomo correspondía a la dualidad onda-partícula, y en consecuencia, los electrones podían movilizarse alrededor del núcleo como ondas estacionarias.

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La materia está formada por partículas indivisibles, indestructibles y extremadamente pequeñas llamadas átomos

Los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (igual masa y propiedades)

Los átomos de distintos tienen diferente masa y propiedades elementos

Los compuestos están formados por la unión de átomos en proporciones constantes y simples

Modelo Atómico de Thomson :

Descubre el electrón.

En su modelo e l átomo está formado por electrones de carga negativa incrustados en una esfera de carga positiva como en un "pudin de pasas".

Los electrones están repartidos de manera uniforme por todo el átomo

El átomo es neutro de manera que las cargas negativas de los electrones se compensan con la carga positiva

Modelo Atómico de Rutherford :

En este modelo el átomo está formado por dos regiones: una corteza y un núcleo

En la corteza del átomo se encuentran los electrones girando a gran velocidad alrededor del núcleo

El núcleo es una región pequeña que se encuentra en el centro del átomo que posee la carga positiva

El núcleo posee la práctica totalidad de la masa del átomo

El Modelo Atómico de Bohr:

Modelo Atómico de Bohr postula que:

1. Los electrones describen órbitas circulares estables alrededor del núcleo del átomo sin radiar energía

2. Los electrones solo se pueden encontrar en ciertas órbitas (no todas las órbitas están permitidas). La ditancia de la órbita al núcleo se determina según el número cuántico n (n=1, n=2, n=3...):

radio de la órbita (en Ångströms) → r =0,529 ·n²

Los electrones solo emiten o absorben energía en los saltos entre órbitas. En dichos saltos se emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre ambos niveles determinada por la fórmula:

ER1/ n 1/ n a - EM · [ b a ² ] ² - b = h · v = h · (

Modelo Atómico de Sommerfeld:

El Modelo Atómico de Sommerfeld postula que:

Dentro de un mismo nivel energético (n) existen subniveles diferentes.

No solo existen órbitas circulares sino también órbitas elípticas determinadas por el número cuántico azimutal (l) que toma valores desde 0 a n-1:

Adapta el modelo de Bohr a la mecánica relativista ya que los electrones se mueven a velocidades cercanas a las de la luz.

Para Sommerfeld, el electrón es una corriente eléctrica

Modelo Atómico de Schrödinger:

los electrones son ondas de materia que se distribuyen en el espacio según la función de ondas ( Ψ):

(δ ²Ψ/δx ²) + (δ ²Ψ/δy ²) + (δ ²Ψ/δz ²) + (8π ²m/h ²)(E-V)Ψ = 0

los electrones se distribuyen en orbitales que son regiones del espacio con una alta probabilidad de encontrar un electrón.

Se tienen en cuenta los siguientes números cuánticos:

Número cuántico principal (n)

Número cuántico secundario o Azimutal (l)

Número cuántico magnético (m)

Número de espín (s)

En un átomo no puede haber electrones con los cuatro números cuánticos iguales

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Química General → Teoría Atómica → Modelo de Sommerfeld El Modelo Atómico de Sommerfeld: Modelo Atómico de Somm...

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1908

La importancia del modelo de Rutherford residió en proponer por primera vez la existencia de un núcleo en el átomo

Lo que Rutherford consideró esencial, para explicar los resultados experimentales, fue "una concentración de carga" en el centro del átomo, ya que sin ella, no podía explicarse que algunas partículas fueran rebotadas en dirección casi opuesta a la incidente.

Rutherford propuso que los electrone s orbitarían en ese espacio vacío alrededor de un minúsculo núcleo atómico, situado en el centro del átomo. Además se abrían varios problemas nuevos que llevarían al descubrimiento de nuevos hechos y teorias al tratar de explicarlos

Por un lado se planteó el problema de cómo un conjunto de cargas positivas podían mantenerse unidas en un volumen tan pequeño, hecho que llevó posteriormente a la postulación y descubrimiento de la fuerza nuclear fuerte, que es una de las cuatro interacciones fundamentales

ATOMO SEGÚN RUTHERFORD

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1908 La importancia del modelo de Rutherford residió en proponer por primera vez la existencia de un núcleo en el átomo Lo que Rutherford consideró esencial, para explicar los resultados experimentales, fue "una concentración de carga" en el centro del átomo, ya que sin ella, no podía explicarse que algunas partículas fueran rebotadas en dirección casi opuesta a la incidente.

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El Modelo Atómico de Rutherford explicado: características y principios⚛️

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Información y Características | Ciencias de la Tierra

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También conocido como el modelo de la bola de billar. Desarrollado en 1804.
Después del Atomismo y las corrientes filosóficas Griegas, pasaron más de 2 mil años para que otra teoría atómica trascendiera en el mundo científico y ésta salió de los estudios de John Dalton, un físico, químico y meteorólogo inglés que propuso inicialmente la teoría atómica moderna y que también es conocido por sus estudios sobre la incapacidad para distinguir colores por el ojo humano, condición conocida como Daltonismo.

La idea del átomo como lo presentó el filosofo griego Demócrito no tuvo gran aceptación e incluso a muchos científicos a lo largo de los siglos les pareció hasta ridícula. Sin embargo, en 1804, John Dalton, basado en las ideas de los Atomistas, según algunos historiadores, presentó un modelo atómico que finalmente tuvo resonancia en los físicos de la época.

Para empezar, Dalton era un científico y su modelo fue el resultado de las conclusiones de varios experimentos que realizó con gases. Con base en los resultados de sus investigaciones, Dalton pudo demostrar que los átomos realmente existen, algo que Demócrito solo había inferido, creando una de las teorías más importantes en la historia de la física moderna.

Principios básicos del modelo atómico de Dalton.

1. Toda la materia está hecha de átomos.
Absolutamente todo lo que conocemos está hecho de átomos tanto en la tierra como en el universo conocido. Cada uno de los elementos está hecho de átomos.

2. Los átomos son indivisibles e indestructibles.
Dalton pensaba que los átomos eran las partículas más pequeñas de la materia y eran químicamente indestructibles.

3. Todos los átomos de un elemento dado son idénticos .
Para un elemento determinado, todos sus átomos tienen la misma masa y las mismas características.

4. Los átomos de diferentes elementos varían en masa y propiedades.
Cada elemento tiene átomos de características y masa diferentes.

5. Los compuestos están formados por una combinación de dos o más tipos diferentes de átomos.
Un compuesto determinado siempre tiene los mismos tipos de átomos combinados y en las mismas proporciones.

6. Una reacción química es una reorganización de átomos.
Las reacciones químicas son el resultado de una separación, unión o reorganización de átomos. Sin embargo, los átomos de un elemento nunca cambian a átomos de otro elemento como resultado de una reacción química.

Consideraciones adicionales del Modelo de Dalton.

Adicionalmente a estos principios básicos, Dalton propuso que los átomos de dos elementos que interactúan entre sí para formar moléculas, obedecen la Ley de Conservación de la Masa. Lo que significa que el número y las clases de átomos que contienen las moléculas son iguales al número y tipo de átomos de los productos usados en la reacción química.

Otro importante aspecto de su teoría fue la Ley de Proporciones Múltiples que indica que al combinar los átomos de dos elementos, solo se pueden combinar de acuerdo a una relación de números enteros como 1:1, 2:1, 2:2, etc. Por ejemplo, el agua H2O se combina en la proporción 2:1, lo que significa que tiene dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Por lo tanto, ninguna otra proporción de estos elementos puede usarse para producir agua. No se puede producir agua usando 3 átomos de hidrógeno y dos de oxígeno (3:2).

Dalton también creó una "Tabla de pesos atómicos" y usando la información de esta tabla, colocó los elementos en un orden determinado por el peso de los elementos, comparándolos con el hidrógeno, el elemento más ligero, que es el número uno en la tabla y tiene el número atómico de 1.

El modelo de bola de billar.

Una conclusión de pensar que los átomos eran las partículas mas pequeñas de la materia fue visualizarlos como esferas sólidas y duras por lo que muchas de sus presentaciones las hizo con modelos hechos con bolas de madera lo que le dio el nombre de modelo de bola de billar.

Los Experimentos de Dalton

A diferencia de los Atomistas que solo usaron la lógica para definir al átomo, Dalton respaldó sus afirmaciones con una gran cantidad de experimentos que demostraron la existencia de los átomos, todos desde el punto de vista de la química. Algunos de los más conocidos fueron:

Realizó experimentos con gases, estudiando las características de la presión de este estado de la materia, concluyendo que los átomos de los gases deben estar en constante movimiento aleatorio.

Otros experimentos consistieron en la combinación de elementos para crear moléculas de compuestos, lo que le permitió afirmar que un compuesto determinado siempre está formado por los mismos elementos en las mismas proporciones y siguiendo su "Ley de las Proporciones Múltiples".

Aceptación del Modelo Atómico de Dalton.

La teoría atómica de Dalton fue aceptada por muchos científicos de la época casi de inmediato y es la base de algunas partes de la teoría actual. Sin embargo, los científicos ahora saben que los átomos no son las partículas más pequeñas de la materia ya que como sabemos los átomos tienen varios tipos de partículas más pequeñas, como protones, neutrones y electrones. La teoría de Dalton se convirtió rápidamente en la base teórica de la química.

Limitaciones y Errores en la Teoría de Dalton

Dalton pensaba que los átomos de todos los elementos permanecían individuales por lo que no pudo percatarse que en algunos elementos los átomos existen en moléculas, como por ejemplo el oxígeno puro que existe como O2 (o sea una molécula del mismo elemento con dos átomos de oxígeno).

También pensó erróneamente que el compuesto más simple entre dos elementos es siempre un átomo de cada uno. Esto lo llevó a concluir que el agua era HO en vez de H2O.

El rudimentario equipo usado por Daltón también lo llevó a algunas conclusiones equivocadas. Inicialmente dio al oxígeno el valor de 5.5, o sea 5.5 veces más pesado que el átomo de Hidrógeno que era la referencia. Años más tarde corrigió sus valores y dio al oxígeno el valor de 7, aún cuando otros científicos contemporáneos daban el valor de 8 al oxígeno.

Impacto de la Teoría de Dalton.

Aunque la teoría atómica moderna ha alcanzado niveles impensables, en esencia la teoría de Dalton sigue siendo válida en algunos aspectos. No obstante es conocido que los átomos se pueden separar mediante reacciones nucleares, sigue siendo válido que son inseparables mediante reacciones químicas tal como lo postuló Dalton.

Adicionalmente, hoy sabemos que no todos los átomos de un mismo elemento tienen la misma masa, ya que existen los isótopos, o átomos con neutrones adicionales que tienen una masa mayor aún siendo del mismo elemento.

¿Quién era John Dalton?

John Dalton nación en Inglaterra, de origen humilde, recibió educación inicialmente de su padre y de una escuela en su pueblo natal. Sin embargo, su condición económica lo hizo empezar a trabajar a la temprana edad de 10 años en una casa, aunque se dice que comenzó a enseñar en una escuela desde los 12 años y a los 14 ya era experto en latín.

Dalton siguió dando clases y recibiendo instrucción informal de personajes de la zona, pero a la edad de 27 fue nombrado profesor de matemáticas y filosofía natural en una universidad pequeña de Manchester donde permaneció 7 años, hasta que decidió ser tutor privado de las mismas materias.

Contribuciones Científicas.

Definitivamente la más importante de sus contribuciones fue su teoría sobre el Átomo, pero Dalton también hizo estudios en:

Meteorología.

Mediciones de las alturas de las montañas.

Ceguera a los colores. Condición llamada Daltonismo en su honor.

Algunas Leyes relacionadas con los gases.

Y muchas otras publicaciones de temas menores como el color del cielo e incluso gramática inglesa.

Dalton era reservado y nunca se casó. Dedicado a sus investigaciones, vivió una vida modesta y sin grandes reflectores. En 1837 y 1838 tuvo ataques que lo dejaron sin habla, aunque siguió investigando hasta 1844 año en que murió.

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modelo atomico de dalton caracteristicas

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modelo atomico de dalton caracteristicas

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Modelo Atómico de Dalton - Información y Características

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El modelo atómico de Dalton fue propuesto en 1804 por el científico británico John Dalton. En el proponía que toda la materia está hecha de átomos, químicamente indivisibles e indestructibles. Aunque tenía algunas deficiencias fue la base de un nuevo campo de la física y de la ciencia en general.