El modelo atómico de Schrödinger explicado (postulados)👩‍🔬

Summary

El modelo atómico de Schrödinger, desarrollado en 1926, describe el comportamiento ondulatorio de los electrones en un átomo como ondas estacionarias. Basado en la hipótesis de Broglie y los modelos previos de Bohr y Sommerfeld, Schrödinger propuso que los electrones se mueven en órbitas con niveles energéticos definidos. A través de su ecuación, calcula la probabilidad de encontrar un electrón en una posición específica. Este modelo introduce el concepto de orbitales atómicos y su relación con los niveles energéticos, explicando las propiedades periódicas de los átomos y sus enlaces, aunque no contempla el espín de los electrones ni los efectos relativistas.

Takeaways

• 🧪 El modelo atómico de Schrödinger es una propuesta para la estructura y funcionamiento del átomo desarrollada por Erwin Schrödinger en 1926.
• 🌊 Se basa en el hipótesis de de Broglie, que sugiere que cada partícula en movimiento está asociada con una onda y puede comportarse como tal.
• 🏆 Schrödinger, galardonado con el Premio Nobel en 1933, desarrolló la ecuación homónima para calcular la probabilidad de encontrar un electrón en una posición específica.
• 🌐 El modelo describe el movimiento de los electrones como ondas estacionarias, lo que significa que no tienen una posición fija dentro del átomo.
• 📊 No predice la ubicación exacta del electrón, sino que establece una zona de probabilidad para encontrarlo, conocida como orbital atómico.
• 🔬 Los orbitales atómicos tienen diferentes niveles y subniveles de energía y se pueden definir entre nubes electrónicas.
• 🌐 El modelo no contempla la estabilidad del núcleo, sino que se centra en explicar la mecánica cuántica asociada al movimiento de los electrones.
• 🔬 El modelo se basa en el experimento de Young, que demuestra la dualidad onda-partícula, y en los modelos atómicos previos de Bohr y Sommerfeld.
• ⏱ La ecuación de Schrödinger diferencia entre estados cuánticos que cambian con el tiempo y aquellos que no lo hacen, siendo la ecuación independiente del tiempo la utilizada para el análisis atómico.
• 📝 Los postulados del modelo de Schrödinger afirman que los electrones se comportan como ondas estacionarias distribuidas en el espacio según la función de onda Ψ, y que los electrones se mueven dentro del átomo describiendo orbitales donde la probabilidad de encontrar un electrón es considerablemente mayor.
• 🔍 El modelo de Schrödinger no considera el espín de los electrones ni los efectos relativistas en el comportamiento de electrones rápidos.

Q & A

¿Quién desarrolló el modelo atómico de Schrödinger?

El modelo atómico de Schrödinger fue desarrollado por Erwin Schrödinger en 1926.

¿Cuál es la base fundamental del modelo atómico de Schrödinger?

El modelo se basa en la hipótesis de Broglie, que sugiere que cada partícula en movimiento está asociada con una onda y puede comportarse como tal.

¿Qué es la duales wave-particle en el contexto del modelo atómico de Schrödinger?

La dualidad wave-particle implica que los electrones pueden moverse alrededor del núcleo como ondas estacionarias, mostrando un comportamiento ondulatorio y particulado.

¿Cuál es la función del方程 de Schrödinger en el modelo atómico?

La ecuación de Schrödinger se utiliza para calcular la probabilidad de que un electrón esté en una posición específica dentro del átomo.

¿Cómo describe el modelo de Schrödinger el movimiento de los electrones?

El modelo describe el movimiento de los electrones como ondas estacionarias, es decir, no tienen una posición fija dentro del átomo y su ubicación se describe en términos de zonas de probabilidad llamadas orbitales atómicas.

¿Qué son las orbitales atómicas según el modelo de Schrödinger?

Las orbitales atómicas son áreas donde la probabilidad de encontrar a un electrón es considerablemente alta, y estas áreas se definen por el comportamiento ondulatorio de los electrones.

¿Cómo se relacionan las orbitales atómicas con los niveles de energía?

Las orbitales atómicas tienen diferentes niveles y subniveles de energía, y estos niveles de energía están asociados con los estados estacionarios de los electrones dentro del átomo.

¿Qué hipótesis científica inspiró a Schrödinger en el desarrollo de su modelo atómico?

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

¿Qué es la ecuación de Schrödinger independiente del tiempo y para qué se usa?

La ecuación de Schrödinger independiente del tiempo se publicó en 1926 y se basa en funciones de onda que se comportan como ondas estacionarias, es decir, que no se mueven y su nodo sirve como pivote para el resto de la estructura.

¿Cómo se relaciona el principio de incertidumbre de Heisenberg con el modelo atómico de Schrödinger?

El principio de incertidumbre de Heisenberg establece que no es posible estimar simultáneamente la posición y la energía de un electrón, lo que justifica el uso de zonas de probabilidad en el modelo de Schrödinger para describir la ubicación de los electrones.

¿Qué son los postulados del modelo atómico de Schrödinger?

Los postulados del modelo de Schrödinger sugieren que los electrones se comportan como ondas estacionarias distribuidas en el espacio según la función de onda Ψ, y que los electrones se mueven dentro del átomo describiendo orbitales donde la probabilidad de encontrar a un electrón es proporcional al cuadrado de la función de onda Ψ².

Outlines

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🔬 Introducción al Modelo Atómico de Schrödinger

En este primer párrafo, se presenta el Modelo Atómico de Schrödinger, propuesto por Erwin Schrödinger en 1926. Este modelo cuántico describe el comportamiento ondulatorio de los electrones en un átomo, basándose en la hipótesis de Broglie que sugiere que cada partícula en movimiento está asociada con una onda. Schrödinger propuso que los electrones en el átomo se mueven como ondas estacionarias, lo cual se traduce en la existencia de orbitales atómicos que representan áreas de probabilidad para encontrar a los electrones. Además, se menciona que el modelo no contempla la estabilidad del núcleo y se centra únicamente en la mecánica cuántica de los electrones. La base experimental del modelo se encuentra en la hipótesis de Broglie, el experimento de Young que demuestra la dualidad ondulatoria-partícula y la ecuación de Schrödinger, que calcula la probabilidad de encontrar a un electrón en una posición específica.

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📐 La Ecuación de Schrödinger y sus Postulados

El segundo párrafo se enfoca en la ecuación de Schrödinger y los postulados del modelo atómico que él propuso. La ecuación, que varía dependiendo de si el estado cuántico cambia con el tiempo o no, se utiliza para determinar los estados estacionarios de un sistema cuántico y sus niveles energéticos discretos. Se destaca que la ecuación indica que no es posible determinar con precisión la posición o energía de un electrón, de acuerdo con el principio de incertidumbre de Heisenberg. Los postulados del modelo describen cómo los electrones se comportan como ondas estacionarias, y cómo la probabilidad de encontrar a un electrón en un área específica del átomo está dada por el cuadrado de la función de onda Ψ². Finalmente, se invita a los espectadores a participar interactivamente en el video dejando en los comentarios dos de los postulados del modelo y se cierra el vídeo con un mensaje de despedida.

Keywords

💡Modelo atómico de Schrödinger

El modelo atómico de Schrödinger es una propuesta para la estructura y el funcionamiento del átomo desarrollada por Erwin Schrödinger en 1926. Este modelo cuántico describe el comportamiento ondulatorio de los electrones en el átomo. En el guion, se menciona que este modelo se basa en la hipótesis de Broglie y sugiere que los electrones pueden moverse alrededor del núcleo como ondas estacionarias, lo cual es fundamental para entender la naturaleza cuántica de los electrones en el átomo.

💡Hipótesis de Broglie

La hipótesis de Broglie es mencionada en el guion como la base para el modelo atómico de Schrödinger. Esta hipótesis, propuesta por Louis de Broglie, afirma que cada partícula en movimiento está asociada con una onda y puede comportarse como tal. Esto es crucial para el entendimiento del modelo de Schrödinger ya que establece la dualidad onda-partícula, permitiendo que los electrones sean tratados como ondas en el átomo.

💡Doble naturaleza de la materia

La doble naturaleza de la materia, que se refiere a que los electrones pueden tener propiedades tanto de partículas como de ondas, es un concepto central en el modelo de Schrödinger. El guion lo menciona en el contexto de la hipótesis de Broglie y cómo esta idea fue respaldada por Albert Einstein. Esta dualidad es fundamental para comprender la mecánica cuántica y la descripción de los electrones en el átomo.

💡Órbitas atómicas

Las órbitas atómicas son áreas de probabilidad donde es más probable encontrar a un electrón en un átomo. En el guion, se explica que el modelo de Schrödinger describe el movimiento de los electrones como ondas estacionarias y que estas órbitas son zonas donde la probabilidad de localizar a un electrón es considerablemente alta. Las órbitas son un componente esencial del modelo para entender la distribución de los electrones alrededor del núcleo.

💡Función de onda

La función de onda, representada por el símbolo Ψ en el guion, es un concepto clave en la mecánica cuántica y en el modelo de Schrödinger. Es una función matemática que describe el comportamiento de una partícula en el espacio y el tiempo. En el contexto del video, la función de onda es utilizada para calcular la probabilidad de encontrar a un electrón en una posición específica dentro del átomo.

💡Operador Hamiltoniano

El operador Hamiltoniano, denotado como Η ̂ en el guion, es una herramienta matemática utilizada en la mecánica cuántica para describir el comportamiento energético de un sistema. En el modelo de Schrödinger, el operador Hamiltoniano actúa sobre la función de onda para determinar la energía de un estado estacionario del sistema, lo que es esencial para entender la distribución y el movimiento de los electrones en el átomo.

💡Ecuación de Schrödinger

La ecuación de Schrödinger es una de las ecuaciones fundamentales de la mecánica cuántica y se menciona en el guion como la herramienta utilizada por Schrödinger para describir el comportamiento de los electrones en el átomo. La ecuación time-independente es particularmente relevante para el análisis atómico y establece la relación entre la función de onda y el operador Hamiltoniano para determinar los niveles de energía de un electrón.

💡Principio de incertidumbre de Heisenberg

El principio de incertidumbre de Heisenberg, mencionado en el guion, establece que no es posible conocer simultáneamente con precisión la posición y la velocidad de una partícula, como un electrón. Esto tiene implicaciones directas para el modelo de Schrödinger ya que limita la capacidad de predecir con exactitud la ubicación de un electrón en el átomo, lo que lleva a la descripción de las órbitas atómicas como áreas de probabilidad.

💡Energía discreta

La energía discreta se refiere a los valores de energía específicos que pueden tener los electrones en un átomo, según se describe en el modelo de Schrödinger. En el guion, se menciona que si un electrón se mueve en un espacio definido, las energías son discretas, lo que contrasta con los intervalos continuos de energía que se observan cuando un electrón se mueve libremente en el espacio.

💡Configuración electrónica

La configuración electrónica es la distribución de los electrones en un átomo, y se relaciona con las propiedades periódicas de los átomos y las uniones químicas que forman. En el guion, se indica que el modelo de Schrödinger ayuda a explicar estas propiedades a través de la descripción de cómo se distribuyen los electrones en órbitas con diferentes niveles de energía.

Highlights

Schrödinger's atomic model es una propuesta para la función y estructura del átomo desarrollada por Erwin Schrödinger en 1926.

El modelo describe el comportamiento ondulatorio del electrón en el átomo.

Schrödinger sugirió que los electrones en el átomo corresponden a la dualidad onda-partícula.

El modelo no predice la ubicación exacta del electrón, sino que establece una zona de probabilidad.

Las áreas de probabilidad donde se encuentra el electrón se llaman orbitales atómicos.

El modelo no contempla la estabilidad del núcleo, sino que se centra en la mecánica cuántica de los electrones.

Schrödinger's atomic model se basa en la hipótesis de Broglie y en los modelos atómicos previos de Bohr y Sommerfeld.

La hipótesis de Broglie sugiere que las partículas tienen propiedades ondulatorias.

El experimento de Young demostró la dualidad onda-partícula con la naturaleza de la luz.

Schrödinger desarrolló dos modelos matemáticos para estados cuánticos cambiantes y constantes en el tiempo.

La ecuación de Schrödinger describe cómo el operador Hamiltoniano actúa sobre la función de onda.

La ecuación indica que el constante de proporcionalidad E representa la energía total del sistema cuántico.

El modelo Schrödinger no considera el espín de los electrones ni los efectos relativistas en electrones rápidos.

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

El modelo explica las propiedades periódicas de los átomos y los enlaces que forman.

El modelo Schrödinger es fundamental para entender la mecánica cuántica y la conducta de los electrones en el átomo.

Transcripts

Hi how are you? I hope great. Today I will explain Schrödinger's atomic model,

its characteristics and postulates. But before we start, give me a like and

subscribe if you haven't already. Schrödinger's atomic model

is a proposal for the functioning and structure of the atom developed by

Erwin Schrödinger in 1926. It is known as the quantum mechanical model of the atom, and it describes

the wave behavior of the electron. To do this, the prominent Austrian physicist was

based on the Broglie hypothesis, who stated that each moving particle is

associated with a wave and can behave as such. Schrödinger suggested that the movement of the

electrons in the atom corresponded to the wave-particle duality, and consequently,

the electrons could move around the nucleus as standing waves.

Schrödinger, who was awarded the Nobel Prize in 1933 for his contributions to atomic theory,

developed the equation of the same name to calculate the probability that an

electron is in a specific position. Characteristics of the Schrödinger atomic model

-This model of the atom describes the movement of electrons as standing waves.

-Electrons move constantly, that is, they do not have a fixed or

defined position within the atom. -This model does not predict the

location of the electron, nor does it describe the route it takes within the atom. It only establishes a zone

of probability to locate the electron. -These areas of probability are called

atomic orbitals. The orbitals describe a translational movement

around the nucleus of the atom. -These atomic orbitals have

different energy levels and sublevels, and can be defined between electron clouds.

-The model does not contemplate the stability of the nucleus, it only refers to explaining the

quantum mechanics associated with the movement of electrons within the atom.

Experiment Schrödinger's atomic model is

based on the Broglie hypothesis, as well as on the previous atomic models of Bohr and Sommerfeld.

Broglie proposed that just as waves have properties of particles,

particles have properties of waves, having an associated wavelength. Something that

generated a lot of expectation at the time, with Albert Einstein himself endorsing his theory.

However, de Broglie's theory had a shortcoming, which was that

the meaning of the idea itself was not very well understood: an electron can be a wave,

but of what? It is then that the figure of Schrödinger appears to give an answer.

To do this, the Austrian physicist relied on Young's experiment, and based

on his own observations, he developed the mathematical expression that bears his name.

Here are the scientific foundations of this atomic model:

Young's experiment: the first demonstration of wave-particle duality

Broglie's hypothesis about the wave and

corpuscular nature of matter can be demonstrated by

Young's experiment, also known as double slit.

The English scientist Thomas Young laid the foundations for Schrödinger's atomic model when

he carried out an experiment in 1801 to verify the wave nature of light.

During his experimentation, Young split the emission of a light beam passing through

a small hole through an observation chamber. This division

is achieved by using a 0.2 millimeter card, placed parallel to the beam.

The design of the experiment was made so that the light beam was wider than the card,

so when the card was placed horizontally, the beam was divided into two

approximately equal parts. The output of the light beams was directed by means of a mirror.

Both beams of light hit a wall in a dark room. There,

the pattern of interference between both waves was evident, with which it was

demonstrated that light could behave both as a particle and as a wave.

A century later, Albert Einstein reinforced the idea using the principles of quantum mechanics.

Schrödinger's equation Schrödinger developed two

mathematical models, differentiating what happens depending on whether the quantum state changes with time or not.

For atomic analysis, Schrödinger published

the time-independent Schrödinger equation at the end of 1926, which is based on

wave functions behaving like standing waves. This implies that the wave does not move, its nodes,

that is, its balance points, serve as a pivot so that the rest of the structure

moves around them, describing a certain frequency and amplitude.

Schrödinger defined the waves that describe the electrons as stationary or orbital states,

and they are associated, in turn, with different energy levels.

The time-independent Schrödinger equation is as follows:

Where: E: proportionality constant.

Ψ: wave function of the quantum system. Η ̂: Hamiltonian operator.

The time-independent Schrödinger equation is used when the observable that

represents the total energy of the system, known as the Hamiltonian operator, does not depend on time.

However, the function that describes the total wave motion will always depend on time.

The Schrödinger equation indicates that if we have a wave function Ψ, and the Hamiltonian operator

acts on it, the proportionality constant E represents the total energy of the quantum system

in one of its stationary states. Applied to the Schrödinger atomic model,

if the electron moves in a defined space, we have discrete values ​​of energy, and if the

electron moves freely in space, we have continuous intervals of energy.

From the mathematical point of view, there are several solutions for the Schrödinger equation,

each solution implies a different value for the proportionality constant E.

According to the Heisenberg uncertainty principle, it is not possible to estimate the position or the energy of

an electron . Consequently, scientists recognize that the estimate of the location

of the electron within the atom is inaccurate. Postulates of the Schrödinger atomic model

The postulates of the Schrödinger atomic model are the following:

-Electrons behave as standing waves that are distributed in

space according to the wave function Ψ. -Electrons move within

the atom describing orbitals. These are zones where the probability of finding

an electron is considerably higher. The referred probability is proportional

to the square of the wave function Ψ2. The electronic configuration of the

Schrödinguer atomic model explains the periodic properties of atoms and the bonds they form.

However, Schrödinger's atomic model does not consider the spin of the electrons, nor does it

consider the variations in the behavior of fast electrons due to relativistic effects.

We have now reached the end of this topic. As a practical exercise to check what

you have learned, I suggest you leave 2 of the

postulates of this atomic model in the comments. Give me a like if you have learned

or you liked it and subscribe. I wish you a happy day. See you soon!