Mekanika kuantikoaren eredu atomikoa

Mekanika kuantikoaren eredu atomikoa deskribatzeko, aspektu hauek aztertuko ditugu:

· orbitalak

· zenbaki kuantikoak

· orbital atomikoen formen adierazpenak

· orbital atomikoen energiak

Zenbaki kuantikoak

Mekanika kuantikoaren ikuspuntutik, atomo baten edozein elektroiaren ezaugarri nagusienak lau zenbakitan laburtzen da: zenbaki kuantikoak.

Hau da, elektroiaren lau zenbaki kuantikoak jakinik, definituta geratzen da (bere energia eta atomoaren nukleoaren inguruan bere kokapena adierazita geratzen da).

Hauek dira zenbaki kuantiko horiek:

ZENBAKI KUANTIKO NAGUSIA

Atomo baten elektroiaren ezaugarri nagusiena bere energia da. Zenbaki kuantiko nagusia energiaren zenbaki kuantikoa dela esan daiteke.

Zenbaki kuantiko nagusia zenbaki positibo eta osoa behar du izan: n = 1, 2, 3, 4 ...

Zenbaki kuantiko nagusia atomoaren orbitalari buruzko informazioa ere ematen digu, energia eta espazioan non kokatzen den erlazionaturik dagoelako.

Zenbat eta handiagoa izan n-ren balioa hainbat eta handiagoa izango da elektroiaren batezbesteko distantzia atomoaren nukleoraino.

ZENBAKI KUANTIKO ORBITALA

Orbital atomiko batek tamaina jakin bat izateaz gain, orbital horrek bere forma ere badu (orbital guztiak ez dira esferikoak).

Zenbaki kuantiko orbitalaren balio posibleak, n-ren araberakoak dira: 0 eta n-1 arteko balioak har dezake "l" zenbakiak: l = 0, ... n-1

Erlazioa dago "l"-ren balioa eta orbitalaren izenaren artean: l=0 ("s" orbitala), l=1 ("p" orbitala), l=2 ("d" orbitala), l=3 ("f" orbitala).

ZENBAKI KUANTIKO MAGNETIKOA

Zenbaki kuantiko magnetikoak orbitalaren orientazioarekin (espazioan) dauka erlazioa, eta zenbaki osoa izango da (positiboa edo negatiboa). Bere balio posibleak:

SPINAREN ZENBAKI KUANTIKOA

Elektroiak bere baitan egiten duen biraketarekin erlazionatuta dago eta ondoko bi balioak har dezake:

Orbitalaren formen adierazpenak

Atomoen ezaugarriak bere elektroien ezaugarrietan oinarritzen dira eta elektroiak orbitaletan aurkitzen dira. Orbitalei buruz bi ezaugarri dira nagusiak: beraien energia eta formak.

Orbital baten forma berari dagozkion elektroiak nukleoaren inguruan egiten duten banaketa espaziala izango da.

Orbital baten irudikapena, elektroien "mapa" litzateke; hau da, beraien banaketa espaziala.

Banaketa espazial horiek deskribatzeko era asko daude.

Orbitalak deskribatzeko era bat elektroiaren dentsitatearen grafikoaren bidez adieraztea da.

Hona hemen "2p" orbitalaren elektroiaren dentsitatearen grafikoa:

Beste era orbitalak marraztea da. Orbitalak marrazterakoan, orbitalen elektroi-dentsitatea adieraz daiteke

edo orbiatalen kanpoko azalera (muga bat jarriz; barnean elektroia aurkitzeko %90-eko probabilitatea esate baterako)

ORBITALEN TAMAINAK

Nolako tamaina erlatiboa dute orbitalak?

Arau hauek eman daitezke orbitalen tamanei buruz:

1. Atomo jakin batetan, orbitalaren "n" (zenbaki kuantiko nagusia) handitzean, bere tamaina handitzen da, zeren elektroia nukleotik urruntzeko aukera handiagoa du.

2. Atomo batetan, zenbaki kuantiko nagusia berdina duten orbitalek tamaina antzekoa dute. Zenbaki kuantiko nagusia ez diren besteek garrantzi txikia dute tamaina erabakitzerakoan.

3. Atomo ezberdinetan, orbital atomikoak txikiagoak egiten dira nukleoaren protoi-kopurua handitzerakoan.

Orbitalen energia erlatiboak

Orbitalen energiak aztertzerakoan, arau hauek hartu behar dira kontutan:

· karga nuklearraren efektua

· beste elektroien efektua

· pantaila efektua

KARGA NUKLEARRAREN EFEKTUA

Zenbat eta karga nuklearra handiagoa izan, hainbat eta indar gehiagoz egongo da elektroia nukleoruntz erakarria eta zailagoa izango da elektroia atomotik kanporatzea.

BESTE ELEKTROIEN EFEKTUA

Elektroi bat baino gehiago duen atomo batetan, elektroi baten gainean besteek badute eragina (alderatze-indarrak agertzen bait dira).

PANTAILA EFEKTUA

Elektroi batek nukleoaren erakarpen-indarrak jasaten baditu ere, tartean elektroiak baldin badaude, hauen alderatze-indarrak erakarpenaren zati bat deuseztatu egiten dute: hori da pantaila efektua.

Deuseztatze hori ez da osoa izaten, zeren tarteko elektroiek higikortasuna dute.

BIBLIOGRAFIA

- Chemistry The Molecular Science. Olmsted, Williams

- Kimika Batxilergoa. Giltza.