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• Nicole Yanza

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1. Tema: Modelo Atómico de Schrödinger 2. Objetivos 2.1. General 

Conocer la estructura, constitución y la historia del modelo atómico Schrödinger.

2.2 Específicos 

Conocer los distintas partes del modelo atómico de la constitución de la materia.

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Aprender a identificar, la presencia de un núcleo atómico con presencia de partículas subatómicas más relevantes.

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Explicar cómo está constituido el núcleo atómico y cómo se distribuyen los electrones en los distintos niveles electrónicos.

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Aprender los conceptos básicos del modelo de Schrodinger

3. Introducción Cada sustancia del universo está formada por pequeñas partículas llamadas átomos; son estudiados por la química, que surgió en la edad media y que estudia la materia. Para comprender los átomos, cientos de científicos han anunciado una serie de teorías que nos ayudan a comprender su complejidad. Durante el renacimiento, la química fue evolucionando; a finales del siglo XVIII se descubren los elementos y en el siglo XIX se establecen leyes de la combinación y la clasificación periódica de los elementos y se potencia el estudio de la constitución de los átomos. En el siglo V a.C., Leucipo pensaba que sólo había un tipo de materia. Sostenía, además, que si dividíamos la materia en partes cada vez más pequeñas, acabaríamos encontrando una porción que no se podría seguir dividiendo. Un discípulo suyo, Demócrito, bautizó a estas partes indivisibles de materia con el nombre de átomos, término que en griego significa “que no se puede dividir”.

4. Marco teórico El modelo atómico de Erwin Schrödinger no se trata de un modelo relativista, sino cuántico, que está basado en la ecuación que este físico austríaco realizó en 1925.

Propuso el modelo atómico actual, también conocido como: “Ecuación de Onda" Planteó la idea de que el electrón podría considerarse como una onda para explicar su comportamiento en el átomo. La ecuación de Onda consiste en una fórmula matemática que corresponde a la medida de la probabilidad de encontrar un electrón en un cierto espacio. En esta teoría se consideran los siguientes aspectos: dualidad de la materia carácter onda-partícula, estados estacionarios o niveles de energía fundamentales, la presencia de un núcleo atómico con presencia de partículas subatómicas, probabilidad en cuanto a la posición, movimiento y energía de los electrones. La función de onda para un electrón dependerá de los valores de los Números Cuánticos.

El modelo atómico de Schrödinger concebía originalmente los electrones como ondas de materia. Así la ecuación se interpretaba como la ecuación ondulatoria que describía la evolución en el tiempo y el espacio de dicha onda material

Bohr había postulado un modelo que funcionaba perfectamente para el átomo de hidrógeno, pero en los espectros que fueron realizados para otros átomos, se veía que los electrones aun siendo del mismo nivel energético, poseían energías algo diferentes, hecho que no respondía el modelo de Bohr, lo que hacía necesaria una urgente corrección de su modelo. Fue Sommerfeld quien modificó el modelo de Bohr, al deducir que en cada nivel energético existían subniveles, lo explicó añadiendo órbitas elípticas y usando la relatividad.

El modelo atómico de Schrödinger definía al principio los electrones como ondas de materia (dualidad onda-partícula), describiendo de este modo la ecuación ondulatoria que explicaba el desarrollo en el tiempo y el espacio de la onda material en cuestión. El electrón con su carácter ondulatorio venía definido por una función de ondas (Ψ), usando una ecuación de ondas sencilla que no era más que una ecuación diferencial de segundo grado, donde aparecían derivadas segundas de Ψ. Cuando se resuelve esta ecuación, se ve que la función depende de unos parámetros que son los números cuánticos, como se decía en el modelo de Bohr. De este modo, el cuadrado de la función de ondas correspondía con la probabilidad de encontrar al electrón en una región concreta, lo que nos introducía en el Principio de Heisenberg. Es por esto, que en el modelo de Schrödinger, aparece un concepto pare definir la región del espacio en la cual cabría mayor posibilidad de hallar al electrón: el orbital. Max Born, poco después interpretó la probabilidad de la función de onda que tenían los electrones. Esta nueva explicación o interpretación de los hechos era compatible con los electrones puntuales que tenían la probabilidad de presencia en una región concreta, lo que venía explicado por la integral del cuadrado de la función de onda de dicha región, cosa que permitía realizar predicciones, como anteriormente se explica.

De esta manera, el modelo atómico de Schrödinger hacía una buena predicción de las líneas de emisión espectrales, ya fuera de átomos neutros o ionizados. También

conseguía saber los cambios de los niveles de energía, cuando existía un campo magnético (efecto Zeeman) o eléctrico (efecto Stark). Además de todo esto, el modelo conseguía dar explicación al enlace químico, y a las moléculas estables. En conclusión, el modelo de Schrödinger, nos hace abandonar por completo el concepto anterior de los electrones, que venían definidos como pequeñísimas esferas cargadas que daban vueltas en torno al núcleo, para dar paso a ver los electrones como una función de onda, y añadiéndonos un útil concepto, el de orbital. Actualmente cuando se necesita una precisión alta en cuanto a niveles de energía se refiere, se usa un modelo similar al de Schrödinger, modificando la descripción del electrón usando la ecuación relativista de Dirac, en vez de la famosa ecuación del físico austríaco. También es un modelo válido para explicar las configuraciones electrónicas de los átomos.

El nombre de modelo atómico de Schrödinger, suele llevar confusión, debido a que no explica totalmente la estructura del átomo. Este modelo explica solamente la estructura electrónica del átomo y su interacción con la estructura de otros átomos, pero en ningún momento nombra al núcleo, ni hace referencia a la estabilidad de éste. 5. Conclusiones (Acorde a los objetivos específicos) 6. Bibliografía http://100ciainteractiva.webnode.es/modelo-atomico-de-schrodinger/ http://quimica.laguia2000.com/general/modelo-atomico-de-schrodinger http://acmor.org.mx/cuam/2008/112-atomo.pdf http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esofisicaquimica/impresos/quince na5.pdf

Erwin Schrödinger 

(Viena, 1887-id., 1961) Físico austriaco.

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el Premio Nobel de Física del año 1933 con Paul Dirac por su contribución al desarrollo de la mecánica cuántica. Ingresó en 1906 en la Universidad de Viena, en cuyo claustro permaneció, con breves interrupciones, hasta 1920. Sirvió a su patria durante la Primera Guerra Mundial, y luego, en 1921, se trasladó a Zurich, donde residió los seis años siguientes. Erwin Schrödinger

En 1926 publicó una serie de artículos que sentaron las bases de la moderna mecánica cuántica ondulatoria, y en los cuales transcribió en derivadas parciales su célebre ecuación diferencial, que relaciona la energía asociada a una partícula microscópica con la función de onda descrita por dicha partícula. Dedujo este resultado tras adoptar la hipótesis de De Broglie, enunciada en 1924, según la cual la materia y las partículas microscópicas, éstas en especial, son de naturaleza dual y se comportan a la vez como onda y como cuerpo. Atendiendo a estas circunstancias, la ecuación de Schrödinger arroja como resultado funciones de onda, relacionadas con la probabilidad de que se dé un determinado suceso físico, tal como puede ser una posición específica de un electrón en su órbita alrededor del núcleo. En 1927 aceptó la invitación de la Universidad de Berlín para ocupar la cátedra de Max Planck, y allí entró en contacto con algunos de los científicos más distinguidos del momento, entre los que se encontraba Albert Einstein. Permaneció en dicha universidad hasta 1933, momento en que decidió abandonar Alemania ante el auge del nazismo y de la política de persecución sistemática de los judíos. Durante los siete años siguientes residió en diversos países europeos hasta recalar en 1940 en el Dublin Institute for Advanced Studies de Irlanda, donde permaneció hasta 1956, año en el que regresó a Austria como profesor emérito de la Universidad de Viena.

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Esta es una ecuación matemática que tiene en consideración varios aspectos:

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La existencia de un núcleo atómico, donde se concentra la gran cantidad del volumen del átomo.

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Los niveles energéticos donde se distribuyen los electrones según su energía.

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La dualidad onda-partícula

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La probabilidad de encontrar al electrón