Otras carreras consulta sobre la estructura atomica

[ser humano]

hola me gustaria saber porque los electrones se mantienen alejados del nucleo existiendo interaccion electroestatica. se que lo propuesto es que los electrones se mueven en "nubes" definidas, pero me gustaria saber por que lo hacen , ¿o se acepta porque coincide con los sucesos experimentales?

gracias

[arreldepi]

Re: consulta sobre la estructura atomica

Hola!

En el modelo atómico de Thompson se definía un átomo como una esfera positiva con electrones en su interior para conseguir la carga neutra.

Luego, Rutherford, hizo un experimento en el que bombardeó una lámina de oro con partículas alpha (núcleos de Helio, por tanto, positivos) : lo que él vio es que la mayoría de partículas cruzaban la lámina sin sufrir desviaciones; que otras se desviaban y que otras rebotaban.
De aquí se concluyó que el átomo está formado por un núcleo donde se concentraba la mayor parte de la masa y positiva; y otra parte a la que llamó corteza electrónica.

Luego Bohr, dio más detalles a ésta visión del átomo, hasta que se definió la actual: los electrones están alejados del núcleo, moviendose en óribtales, donde obtienen su estado de mínima energía (se dice que está en su estado fundamental).

Bueno, no sé si además de la prueba experimental se ha conseguido determinar en teoría que el electrón está alejado del núcleo, pero supongo que si se ve que a cierta distancia (que me parece que es muy grande), el electrón ya ocupa su estado fundamental, debe de ser suficiente.

Un saludo!

[alshain]

Re: consulta sobre la estructura atomica

Quizás tu pregunta es en el mismo sentido que por qué los planetas orbitan al sol sin caer en él, si es que existe una atracción gravitatoria. Para este caso la cuestión es que la atracción gravitatoria da lugar a órbitas estables. Una analogía es imaginar la atracción gravitatoria como una cuerda que une planeta y sol y que impide que este salga por la tangente. Para los electrones en el átomo la situación es algo diferente y tal analogía no vale, debido a que el electrón no sigue una órbita clásica en el átomo. No obstante, al igual que la atracción gravitatoria da lugar a órbitas estables alrededor del sol, la atracción electrostática da lugar a orbitales estables en el átomo.

Un saludo.

[chap]

Re: consulta sobre la estructura atomica

Hola a todos. Para ser humano : Ante todo felicito tu olfato para preguntar, pues la misma cuestión fue
planteada desde fines del siglo XIX y hasta comienzos del siglo XX, cuando la teoría cuántica no estaba
establecida. Puedes buscar esas discusiones interesantes en sitios que contengan historia de la física.
Basándonos en lo que refiere alshain , desde el punto de vista precuántico (es decir antes de establecer
la teoría cuántica) hay un problema grave. Una órbita (semejante al tipo planetario) es un movimiento
acelerado (aceleración centrípeta) y el electrón acelerado, como todas las cargas aceleradas, emite
su energía en forma de radiación. Es decir ese electrón en órbita símil planetaria perdería energía y en
cada vuelta se acercaría más al núcleo, hasta caer sobre él si eso fuese posible. Hoy sabemos que no, pues
el electrón es fermión y el protón también. La teoría cuántica explica que dos fermiones no pueden coincidir
exactamente en un punto del espacio. Pero con que ese electrón símil planetario caiga en espiral hacia el
núcleo basta para quedarte sin átomo de hidrógeno y sin todos los átomos. En aquella época hubo intentos de
buscar explicaciones clásicas para concebir un movimiento orbital estable. Pero la carrera fue ganada por
Bohr, con su esquema de prohibiciones cuánticas por decreto. Ocurrió que los decretos despóticos de Bohr
dieron un esquema que matemáticamente funcionó muy bien, reprodujo con ventajas las fórmulas que ya se
conocían en la espectroscopía y, si te aguantabas las ganas de protestar contra los decretos, todo el
resto salía en forma lógica aplicando leyes físicas conocidas. Realmente el esquema de Bohr fue algo
importantísimo en la época, pero contenía decretos que desagradaban a Einstein, a Schrödinger y en los
primeros años a Louis de Broglie, quien finalmente terminó aceptando los decretos y no preguntó más. Tú
eres de la línea de ellos, pues preguntas. Pocas décadas atrás (tal vez no más de 15 años) han aparecido
explicaciones 100% clásicas de la estabilidad del movimiento orbital en el átomo, pero si te aguantas los
decretos la teoría cuántica normal es mucho más simple y, según se cree, más confiable. Todo lo expuesto
hasta aquí está disponible en internet. Ahora un secreto íntimo, que te ruego no difundir: ¿Qué ocurriría
si el electrón acelerado sí emite, pero no una onda esférica que se expande como burbuja que se infla, sino
una emisión concentrada en una dirección, como el sonido producido por una bala de fogueo cuando sale del
caño de la escopeta? Si la emisión fuese direccional y el electrón en su avance reencontrase la energía que
acaba de emitir, absorbiéndola de nuevo, no caería en espiral hacia el núcleo. Y la emisión direccional es
un fenómeno que realmente los electrones pueden producir. La editorial rusa MIR publicó un libro cuyos
autores son Ajiezer-Peletzminski , que trata la emisión direccional. No quiero sentar hipótesis con la
posibilidad de reabsorber la emisión propia. Solamente quiero mostrarte que es mucho lo que falta saber
respecto a lo que las partículas cuánticas pueden hacer. Lo cierto es que por alguna propiedad de ese nivel
de fenómenos, el envoltorio orbital es estable y cumple razonablemente bien las ecuaciones de la teoría
cuántica normal. Es mejor decir envoltorio orbital, o envoltura extranuclear, pues todas las hipótesis
detalladas, como las órbitas de Rutherford, los decretos de Bohr, la sospecha de reabsorción, etcétera,
dan lugar a dichos y contradichos que no aportan demasiado. Hay envoltura, hay ecuaciones que la describen
razonablemente bien y hay mucho que investigar. Confiemos, esperemos y, si está a nuestro alcance,
investiguemos. Mi mejor saludo.