Written by Con la efervescencia de las dos primeras décadas del siglo XX, físicos y químicos discutían la naturaleza del átomo, los electrones y la electrosfera. Ya en 1916 Sommerfeld propuso un cambio en la comprensión de las variables cuánticas del modelo atómico de Rutherford-Bohr.
Louis de Broglie, a mediados de la década de 1920, propuso la extensión de la dualidad «onda-partícula» al electrón. Para Broglie, el electrón tenía un comportamiento ondulatorio y de partículas, por lo que los electrones podían mostrar propiedades mecánicas ondulatorias. De Broglie había postulado la afirmación de que “cada electrón en movimiento está asociado con una onda característica”, Admitiendo este comportamiento dualista y chocando directamente con las proposiciones anteriores, que afirmaban que el electrón describía órbitas circulares alrededor del núcleo.
Esta afirmación fue ampliamente cuestionada por los científicos contemporáneos de Louis de Broglie, pero los experimentos realizados en ese momento demostraron la tesis de que los electrones podían presentar y obedecer los preceptos de las leyes de las ondas, como si fueran ondas de luz.
Siguiendo este supuesto, las órbitas defendidas por Bohr y Sommerfeld no podrían corresponder a la realidad, ya que el electrón describiría el comportamiento de una onda alrededor del núcleo. La siguiente figura demuestra, de forma muy sencilla, cómo se podría describir la órbita en forma de onda alrededor del núcleo y el modelo anterior.
Electrosferas distintas: el modelo de Bohr y la sugerencia de Louis de Broglie
Las preguntas sobre el modelo atómico presentaron nuevas discusiones cuando el principio de incertidumbre fue enunciado por Werner Heisenberg (* 1901 – † 1967), quien declaró “no es posible determinar simultáneamente la posición y la velocidad de una partícula en el mismo instante”. Este principio planteó una pregunta sobre los acontecimientos recientes en la electrosfera: no es posible determinar la posición exacta y las velocidades de un electrón.
Este hecho trajo una nueva perspectiva a la pregunta, ya que no tenía sentido tratar de describir valores tan exactos de electrones. ¿Cómo definir cuestiones tan intrínsecas al átomo? Utilizando el conocimiento de la mecánica ondulatoria, diría Erwin Schrödinger.
Erwin Schrödinger (* 1887 – † 1961) determinó, a través de una infinidad de operaciones matemáticas (cálculos y ecuaciones del movimiento ondulatorio y trazado de datos en un plano cartesiano), las regiones del espacio que presentarían la máxima probabilidad de encontrar un electrón. En este punto, el uso del término órbita ya estaba en desuso, ya que no era posible predecir, por el principio de incertidumbre de Heisenberg, la posición y velocidad de un electrón. Por lo tanto, la región que presentaría la máxima probabilidad de ubicar los electrones era orbital determinada y, por lo tanto, los orbitales se asemejarían aproximadamente a las nubes de electrones.
Schrödinger, al proponer el modelo de orbitales atómicos, concilió los postulados teóricos de De Broglie y Heisenberg, formalizando la idea de que el electrón tiene un comportamiento dual (onda – partícula). O El modelo atómico de Schrodinger presentó un modelo orbital tridimensional para cada uno de los subniveles de energía y permitió comprender el fenómeno de hibridación en átomos de carbono, permitiendo la determinación de la geometría molecular de diferentes sustancias químicas. La geometría molecular, a su vez, permite predecir las propiedades físicas y químicas de varios compuestos.
El modelo cuántico ondulatorio o modelo orbital obedece a la dinámica de los números cuánticos (principal, secundario, magnético y de girar), por tener estado modelo actual, y válido desde 1923 hasta la actualidad.
Marco que contiene representaciones de orbitales.
Referencias:
FELTRE, R; YOSHINAGA, S. Atomística – 1ª Ed. – São Paulo: Moderna, 1970. p. 138-152.
FELTRE, R. Química General – 5ª Ed. – São Paulo: Moderna, 2000. p.108 – 113.
