Modelo mecanocuántico. ¿Cómo se representan los electrones en este modelo?

Hace ya 111 años que el químico y físico británico-neozelandés Ernest Rutherford postuló su "modelo planetario" del átomo (1911), en que los electrones se mueven alrededor del núcleo como planetas alrededor del sol


y aunque ya en 1913 fue actualizado por Niels Borh mediante su modelo cuantizado del átomo <link> y los nuevos modelos mecanocuánticos del presente<link>, las personas parecen conservar en su imaginación este modelo planetario cuando se trata de representar la estructura del átomo.

Desde Rutherford, los modelos atómicos se han diferenciado especialmente en la forma en que se considera a los electrones, tanto en sus propiedades como en su desplazamiento alrededor del núcleo.

Para actualizar nuestro propio modelo imaginario, comencemos por dejar de imaginar al electrón como un cuerpo que se mueve alrededor del núcleo siguiendo una trayectoria (la órbita del planeta), e intentemos imaginar que éste puede dar saltos de un lugar a otro sin tener que recorrer una distancia, en un tiempo extremadamente corto, de una forma tan desconocida que es prácticamente imposible conocer el lugar exacto en que se encontrará al instante siguiente. Si tuviéramos que representar a un electrón alrededor del núcleo atómico, sólo podemos hablar de lugares con altas o bajas probabilidades de contener al electrón en un momento dado.


En la imagen, cada puntito verde representa una posible posición para 1 electrón alrededor de un núcleo atómico, y la nube de puntitos verdes corresponde a la zona de mayor probabilidad de contener un electrón en un instante dado. Como puedes ver en la imagen, en este caso la probabilidad es más alta en la zona más cercana alrededor del núcleo, y más baja a medida que nos alejamos de éste. A la nube completa de puntitos (la zona de probabilidad), se le llama ORBITAL, para diferenciarla radicalmente de la ÓRBITA del todavía popular modelo planetario de Rutherford.


En el siguiente video del Departamento de Física de la Universidad de Burgos, podemos ver una representación en tres dimensiones los orbitales más simples del átomo de hidrógeno.






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