Modelo atómico actual

Fué desarrollado durante la decada de 1920, sobre todo por Schrödinger y Heisenberg.Es un modelo de gran complejidad matemática, tanta que usándolo sólo se puede resolver con exactitud el átomo de hidrógeno. Para resolver átomos distintos al de hidrógeno se recurre a métodos aproximados.De cualquier modo, el modelo atómico mecano-cuántico encaja muy bien con las observaciones experimentales.

De este modelo dire que no se habla de órbitas, sino de orbitales. Un orbital es una región del espacio en la que la probabilidad de encontrar al electrón es máxima. Los orbitales atómicos tienen distintas formas geométricas.

En la simulación que tienes a la derecha puedes elegir entre distintos tipos de orbitales y observar su forma geométrica.

Átomo, sistema periódico y propiedades 

Modelo atómico actual

El modelo atómico de Bohr también presentaba algunas dificultades a la hora de interpretar algunos resultados experimentales. Por esta razón se le fueron añadiendo correcciones a medida que éstas iban surgiendo.

La primera corrección la realizó Sommerfeld que añadió la posibilidad de existencia de órbitas elípticas. Para cada nivel energético n las elipses no podían tener cualquier excentricidad sino que solo valían algunas. Nuevamente estamos ante una cuantización. En este caso era el valor de un número cuántico k (azimutal) cuyos valores eran enteros desde 0 hasta n - 1.

Una segunda corrección tuvo en cuenta la distinta orientación espacial de las órbitas para lo cual se introdujo otro número cuántico (no podían tener cualquier orientación) y por último hubo la necesidad de introducir el número cuántico magnético de spin (±½) (una forma de cuantizar la rotación electrónica sobre si mismo)

Fue E. Schrödinger quien, basándose en la hipótesis de la dualidad onda corpúsculo de Louis de Broglie y el principio de incertidumbre de W. Heisenberg, estableció una teoría en la que explicaba que el comportamiento de las partículas podría definirse mediante una ecuación de la onda que las acompañaba. La función de onda que describe el comportamiento de una partícula es Ψ. De esta forma, aplicando operadores matemáticos a esa función de onda, podría conocerse la información relativa a las distintas magnitudes físicas asociadas a la citada partícula.

Lo bueno, MUY BUENO, de esta nueva teoría es que los números cuánticos que ahora son:

n - número cuántico principal  (n = 1, 2, 3, 4...) l - número cuántico secundario (l = 0, 1, 2,..., n - 1) ml - número cuántico magnético (ml = - l, -(l -1),....., 0, ....., l - 1, l ) ms - número cuántico magnético de spin (±½)

no surgen ahora a remolque de resultados experimentales que obligan a hacer modificaciones en el modelo, sino que son condicionantes matemáticos para que los operadores al aplicarse a la función de onda tengan una solución real. (Igual que para que el operador logaritmo o raiz cuadrada obliga a que para tener solución real el número al que se aplica sea positivo.

Por otra parte se establece una relación entre el cuadrado de esta función de onda (Ψ2) y la probabilidad de encontrar la partícula en una zona del espacio. Esa zona de máxima probabilidad se llama orbital.

Esa zona se corresponde con los valores de tres números cuánticos  (n, l y ml) el cuarto número cuántico es el destinado a definir ya la partícula (el electrón).

Como dentro del mismo átomo no puede haber dos partículas con los cuatro números cuánticos iguales (Principio de exclusión de Pauli) podemos deducir que en cada orbital caben solamente dos electrones.

Familias de la Tabla Periódica

Colocados en orden creciente de número atómico, los elementos pueden agruparse, por el parecido de sus propiedades, en 18 familias o grupos (columnas verticales). Desde el punto de vista electrónico, los elementos de una familia poseen la misma configuración electrónica en la última capa, aunque difieren en el número de capas (periodos). Los grupos o familias son 18 y se corresponden con las columnas de la Tabla Periódica. A continuación se muestran las propiedades generales de los grupos representativos (zona de llenado de orbitales s y p) y las de otras agrupaciones de elementos que se pueden hacer teniendo en cuenta la zona de llenado de orbitales d (transición), f (tierras raras), el carácter metálico (metal, no metal, metaloide). 

Metales Metales alcalinos Metales alcalinotérreos

Metales de transición Metales tierras raras Otros metales

Metaloides No metales Elementos térreos

Elementos representativos Elementos carbonoides Elementos nitrogenoides

Elementos calcógenos o anfígenos Halógenos Gases nobles

Se denomina período a cada fila de la tabla periódica. Los elementos que se ubican en un determinado período se hallan completando un determinado nivel electrónico. El primer período tiene solo dos elementos: el hidrógeno y el helio por cuanto en el primer nivel solo se completa el orbital s (2 electrones).  El segundo y tercer período tienen 8 elementos que completan los orbitales 2s y 2p y 3s y 3p (2 + 6 electrones).  El cuarto período tiene 18 elementos porque  están completando los orbitales s, p y d (2 + 6 + 10) y los siguientes 32 porque completan los orbitales s, p, d y f (2 + 6 + 10 + 14).