Mekanika kuantikoa

Mekanika kuantikoaren gure azterketa hiru puntu nagusi hauetan oinarrituko ditugu:

· Uhin-korpuskulu dualitatea.

· Ziurgabetasun printzipioa.

· Schrödinger-en uhin-ekuazioa

Uhin-korpuskulu dualitatea

Argia uhin gisa azter daiteke, baina baita partikula gisa ere (fotoiak): argiak uhin-portaera eta portaera korpuskularrak ditu.

Louis de Broglie (1924) zientzilariak argiaren dualitate bera (uhina eta partikula izatea) materiari aplika zitekeela ere aurreratu zuen:

materiak ere dualitatea du, hau da partikula izateatik aparte uhin bezala ere kontsidera daiteke.

De Broglie-ren ustez, materia uhin gisa kontsideraturik edukiko lukeen uhin-luzera hauxe litzateke:

Honen arabera, abiadura eta masa handikoa materia batek uhin-luzera txikia (maiztasun handia) izango luke eta masa txikia eta abiadura gutxiz doan partikula bati uhin luzera handiko uhina dagokio.

ARIKETA

500 g-ko masa duen materia 40 m/s-ko abiaduraz higitzen da. Kalkulatu berari asoziatutako uhinaren uhin-luzera.

EBAZPENA

Uhin-korpuskulu dualitate printzipio hori elektroien higidurei aplikatzen bada, Bohr-en zilegizko orbitekin ados dago, zeren elektroia orbita zirkular batean mugitzean, uhin bat atxikituta badarama, uhin hori ez dadin deuseztatu uhin-luzeraren kantitate osoak sartu behar dira orbitetan.

Erlazio hau bete behar da, beraz:

zirkunferentziaren luzera = uhin-luzeraren balioa x 1, 2, ... (zenbaki osoak)

Ziurgabetasun printzipioa

Printzipio honen esanahi nagusiena, elektroiaren tamainako partikulekin aritzean elektroiaren posizio zehatza (zehaztasun absolutoa) edota noruntza doan guztiz zehazki jakitea ez dela posible.

Werner Heisenberg (1927) zientzilariak adierazi zuen printzipio hori, eta ekuazio baten bidez deskribatu zuen bere esanahia:

Elektroiari printzipio hau aplikatuz: elektroiaren posizioan dagoen ziurgabetasuna bider elektroiaren abiadurari (momentu lineala, hobe) buruzko ziurgabetasuna, gutxienez konstante horren baliokoa da.

Elektroiari aplikatuz, honela pentsa dezakegu ziurgabetasun horren arrazoia:

elektroiaren posizioa zehazteko, elektroia "ikusi" egin behar dugu (hau da, elektroiari bere tamaina inguruko uhin bat bota behar zaio -honek uhinaren energia handikoa suposatzen du- eta berarekin talka egin.

Baina elektroiaren aurka uhin batek jotzerakoan energia ematen dio eta bere abiadura (ikertu nahi genuena) aldatu egiten du.

Aldaketa hori dela eta, ezin dugu jakin zeraman abiadura.

Printzipio honek badu eragina atomoaren egitura aztertzean:

ezin da adierazi elektroiaren posizio zehatza ezta ere zein orbita edo ibilbide egingo duen atomoaren nukleoaren inguruan.

Elektroien ibilbideei buruz, orbita zehatzak deskribatu beharrean, espazioko eskualdeak deskribatu behar ditugu, non elektroia aurkitzeko probabilitatea handia da: orbitalak.

Schrödinger-en uhin-ekuazioa

Atomoen elektroiak uhin gisa deskribatzeko, funtzio berri bat asmatu zuen Schrödinger zientzilariak:

elektroiaren uhin-funtzioa eta funtzio hori elektroiaren energiarekin erlazionatzen zuen ekuazioa ondorioztatu,

Ekuazio honen ebazpenak elektroiak zein orbitaletan mugitzeko probabilitate handiak dituzten kalkulatzen du.

BIBLIOGRAFIA

Kimika. Batxilergoa. (Giltza)

Kimika. LOGSE Batxilergoa. (Anaya Haritza)

General Chemistry. P.W. Atkins, J.A. Beran (Scientific American Books)

Introductory Chemistry. A Conceptual Focus. Steve Russo, Mike Silver (Addison Wesley Longman)