Bien, primero debemos considerar la física clásica para darnos contexto.
En la física clásica, los átomos son entidades deterministas que componen la materia: si conoce su posición y velocidad actuales, puede descubrir todo su futuro. Aplicando esto al mundo macroscópico, podría prever el futuro si pudiera ignorar los cálculos.
Ahora, por supuesto, algunos noggin hicieron la pregunta: ¿por qué los átomos reaccionan para formar compuestos?
- ¿Cómo puede ser que los átomos sean invisibles pero que forman la materia y la materia conforma las cosas que vemos?
- ¿El Bhagavad Gita revela alguna información relevante sobre átomos y / o energía atómica?
- ¿El peso de un teléfono móvil a nivel atómico aumenta cuando hago una nueva foto?
- Si el núcleo de un átomo de hidrógeno pudiera ampliarse al tamaño de una pelota de baloncesto, ¿cómo sería? ¿Qué pasa con su nube de electrones?
- ¿Podemos considerar el espacio entre los átomos como un vacío?
Luego viene el electrón, en la imagen. Los científicos descubrieron que los átomos consisten en núcleos cargados positivamente que están en órbita por electrones cargados negativamente.
Sin embargo, ocurre algo extraño al aplicar el pensamiento clásico al electrón: ¡cae en cascada hacia el núcleo! Es inestable!
Así que, por supuesto, la teoría clásica no pudo describir el electrón y esto es cuando la mecánica cuántica entró en el mundo científico.
Lo que la mecánica cuántica nos dice es esto; las partículas subatómicas comparten una dualidad partícula / onda y también un observador solo puede saber mucho sobre el estado de dicha partícula. Lo que esto significa en contexto es que mientras que la teoría clásica trata de tratar el electrón como una “bola” sólida con estados y trayectorias conocidas, QM nos dice que el electrón “orbita” el núcleo como una onda, y cuando el observador intenta localizar dicho electrón no habrá una posición definida sino una probabilidad llamada amplitud de probabilidad.
El aspecto ondulatorio de los electrones es importante ya que esta es la razón por la cual las órbitas de electrones son estables. La onda de electrones se llama longitud de onda de De Broglie, que es Lambda = constante / momento de Planck. Y aquí es donde los orbitales atómicos vienen a jugar.
El orbital más bajo permite dos electrones con energía específica = frecuencia de Planck. Y la longitud de onda de estos electrones debe terminar perfectamente en el punto donde comienza, formando una onda completa llamada onda estacionaria (no va a ninguna parte).
Cuando los electrones obtienen más energía, su longitud de onda aumenta y, por lo tanto, saltan a un orbital más alto (radios aumentados) para mantener su onda estacionaria. Cuando los electrones pierden energía, arrojan un fotón para saltar a un orbital más bajo.
Me gusta la siguiente relación: 2 (n) ^ 2
Esto es, dos veces el número orbital al cuadrado. Los orbitales son enteros.
El primer orbital puede tener 2 electrones, el segundo puede tener 8 electrones, el tercero tiene 18 y así sucesivamente.
Se dio cuenta de que los átomos reaccionan para llenarse o equilibrar sus energías orbitales incompletas.
Esta es la razón por la cual los gases nobles son muy estables en comparación con cualquier otro elemento. También por qué los elementos del grupo 1 son tan reactivos.
