Modelo Atómico Actual: De la Órbita al Orbital

1. Idea central del modelo

• No podemos saber el punto exacto donde está un electrón.
• Solo podemos calcular la zona donde es más probable encontrarlo, llamada orbital.
• El electrón se comporta a la vez como partícula y como onda.

2. De órbita a orbital

• Órbita: camino fijo y circular, como la pista de un tren.
• Orbital: nube de probabilidad, como una niebla donde puede estar el electrón.
• El modelo antiguo imaginaba electrones girando como planetas. El modelo actual dice que eso es imposible de conocer con exactitud.
• Analogía clave: la hélice de un ventilador encendido. No ves cada aspa quieta en un punto, ves un disco borroso donde es más probable que esté un aspa.

3. Las 3 ideas que sostienen el modelo

1. Dualidad onda-partícula - Louis de Broglie

• El electrón a veces actúa como bolita y a veces como onda.
• Fórmula:

$$\lambda = \frac{h}{m \cdot v}$$

• Donde $\lambda$ es longitud de onda asociada, $h$ es constante de Planck, $m$ es masa del electrón y $v$ es velocidad.

2. Principio de incertidumbre - Werner Heisenberg

• No puedes saber al mismo tiempo el lugar exacto y la velocidad exacta del electrón.
• Fórmula:

$$\Delta x \cdot \Delta p \ge \frac{h}{4\pi}$$

• Donde $\Delta x$ es error al medir posición, $\Delta p$ es error al medir cantidad de movimiento y $h$ es constante de Planck.

3. Ecuación de Schrödinger - Erwin Schrödinger

• Ecuación matemática cuya solución dice dónde es probable hallar al electrón.
• Fórmula:

$$\hat{H} \psi = E \psi$$

• Donde $\hat{H}$ es operador de energía total, $\psi$ es función de onda y $E$ es energía del electrón.
• Función de onda $\psi$: fórmula matemática, no es algo que toques.
• Su cuadrado $|\psi|^{2}$: probabilidad de encontrar al electrón en cada punto.

4. Cómo es el átomo según este modelo

• Núcleo: sigue en el centro, con protones y neutrones.
• Electrones: no están en caminos fijos, están en niveles y subniveles.
• Nivel $n$: capa principal de energía. Valores: $n = 1, 2, 3, 4, ...$
• Subnivel $l$: división dentro de cada nivel. Indica la forma del orbital.
• Orbital: región del espacio donde hay más de de probabilidad de encontrar al electrón.

5. Números cuánticos y formas de orbitales

• Cada electrón se describe con cuatro códigos que indican energía, forma, orientación y giro:
• $n$ principal: indica nivel y tamaño. Valores: $1, 2, 3, 4, ...$
• $l$ azimutal: indica subnivel y forma. Valores: desde $0$ hasta $$.

6. En resumen para el examen

• No hay órbitas fijas, hay orbitales o nubes de probabilidad.
• La probabilidad se calcula con $\psi$ y $|\psi|^{2}$.
• Recuerda las 3 fórmulas: dualidad, incertidumbre y Schrödinger.
• Cada electrón se identifica con $n, l, m, s$ que indican nivel, forma, orientación y giro.