Principio de incertidumbre de Heinsenberg

1 ) Principio de incertidumbre de Heinsenberg.

El principio de incertidumbre de Heinsenberg enunciado en 1927 por Werner Heinsenberg es una afirmación teórica que se encuentra de acuerdo con todas las observaciones experimentales.

Es imposible determinar con exactitud el momentum y la posición de un electrón de manera simultanea (o de cualquier otra partícula de tamaño muy pequeño).

El momentum es la masa multiplicada por la velocidad, mv. Como los electrones son tan pequeños y se mueven con tal rapidez, su movimiento suele detectarse mediante radiación electromagnética. Los fotones que interacciones con electrones tienen, aproximadamente, las mismas energías que estos. En consecuencia, la interacción de un fotón con un electrón perturba en forma considerable el movimiento de ese ultimo.

Es imposible determinar de manera simultanea la posición y la velocidad de un electrón, por lo que se recurre a una aproximación estadística y se habla de la probabilidad de encontrar un electrón de determinadas regiones del espacio.

Este concepto permite enunciar las ideas fundamentales de mecánica cuántica.

1. Los átomos y moléculas solo pueden existir en determinados estados de energía. En cada estado de energía, el átomo o la molécula tienen energia definida. Cuando el átomo o la molécula cambia de estado de energía, debe emitir o absorber suficiente energía para llegar al nuevo estado de energía (condición cuántica).

Los átomos y moléculas poseen diversas formas de energía. A continuación se estudiaran sus energías electrónicas.

2. Los átomos o moléculas entienden o absorben radiación (luz) cuando sus energías cambian. La frecuencia de luz que emiten o absorben se encuentra relacionada con el cambio de energía mediante una ecuación sencilla:

?E = hv o ?E = hc/?


Esta da una relación entre el cambio de energía? E y la longitud de onda ? de la radiación que se emite o absorbe. La energía que un átomo pierde (o gana) al pasar de un estado de energía superior a otro inferior (o de uno inferior a otro superior), es igual a la energía del fotón que se emite (o absorbe) durante la transición.

2 ) Principio de edificación múltiple o regla de Hund.

Los electrones deben ocupar todos los orbitales de un subnivel dado en forma individual antes de que se inicie el apareamiento. Estos electrones desapareados suelen tener giros paralelos.

Así, el carbono tiene dos electrones desapareados en sus orbitales 2p y el nitrógeno tiene tres.

Las sustancias que contienen electrones desapareados son atraídas débilmente a campos magnéticos y se dice que son paramagnéticas. En contraste, las que tienen todos los electrones apareados son repetidas con menor fuerza por los campos magnéticos y se llaman diamagnéticas. El efecto magnético puede medirse colocando un tubo de ensayo lleno de la sustancia sobre una balanza, suspendido de un hilo largo y colocando por debajo un electroimán. Al encender la corriente las sustancias paramagnéticas, como sulfato de cobre, son atraídas por el campo fuerte. La atracción paramagnética por mol de sustancia se mide pesando la muestra antes y después de encender el imán. El paramagnetismo por mol se eleva al aumentar el numero de electrones por formula unitaria.

3 ) Principio de Aufbau.

El electrón que distingue a un elemento del elemento procedente (que tiene numero atómico inferior) entra al orbital atómico de menor energía disponible.

Los orbitales aumentan su energía (por lo general) al elevarse el valor del numero atómico n. Para un valor dado de n, la energía aumenta al elevarse el valor de l. En otras palabras, dentro de un nivel de energía principal dado, el subnivel s tiene mayor energía, el subnivel p le sigue, a continuación, el d, el f, y así sucesivamente. El orden usual de energías de los orbitales del átomo.