Modelo Atômico das Características de Schrödinger, Postulados

O Modelo atômico de Schrödinger foi desenvolvido por Erwin Schrödinger em 1926. Esta proposta é conhecida como o modelo da mecânica quântica do átomo, e descreve o comportamento das ondas do elétron.

Para isso, o notável físico austríaco baseou-se na hipótese de Broglie, que afirmou que cada partícula em movimento está associada a uma onda e pode se comportar como tal.

Schrödinger sugeriu que o movimento dos elétrons no átomo correspondia à dualidade onda-partícula e, conseqüentemente, os elétrons poderiam ser mobilizados em torno do núcleo como ondas estacionárias.

Schrödinger, que recebeu o Prêmio Nobel em 1933 por suas contribuições à teoria atômica, desenvolveu a equação homônima para calcular a probabilidade de um elétron estar em uma posição específica.

Índice

• 1 Características do modelo atômico de Schrödinger
• 2 experimento
  • 2.1 Experiência de Young: a primeira demonstração da dualidade onda-partícula
  • 2.2 A equação de Schrödinger
• 3 postulados
• 4 Artigos de interesse
• 5 referências

Características do modelo atômico de Schrödinger

-Descreve o movimento dos elétrons como ondas estacionárias.

-Os elétrons se movem constantemente, isto é, eles não têm uma posição fixa ou definida dentro do átomo.

-Este modelo não prevê a localização do elétron, nem descreve a rota que faz dentro do átomo. Apenas estabelece uma zona de probabilidade para localizar o elétron.

Essas áreas de probabilidade são chamadas de orbitais atômicos. Os orbitais descrevem um movimento de translação ao redor do núcleo do átomo.

- Esses orbitais atômicos possuem diferentes níveis e subníveis de energia, e podem ser definidos entre nuvens de elétrons.

-O modelo não contempla a estabilidade do núcleo, apenas se refere à explicação da mecânica quântica associada ao movimento de elétrons dentro do átomo.

Experimento

O modelo atômico de Schrödinger baseia-se na hipótese de Broglie e nos modelos atômicos anteriores de Bohr e Sommerfeld.

Para isso, Schrödinger baseou-se na experiência de Young e, com base em suas próprias observações, desenvolveu a expressão matemática que leva seu nome.

Seguindo os fundamentos científicos deste modelo atômico:

Experiência de Young: a primeira demonstração da dualidade onda-partícula

A hipótese de Broglie sobre a natureza ondulatória e corpuscular da matéria pode ser demonstrada pelo Young Experiment, também conhecido como experimento da dupla fenda.

O cientista inglês Thomas Young lançou as bases do modelo atômico de Schrödinger quando, em 1801, conduziu o experimento para testar a natureza ondulatória da luz.

Durante sua experimentação, Young dividiu a emissão de um feixe de luz que atravessa um pequeno buraco através de uma câmara de observação. Esta divisão é obtida através do uso de um cartão de 0,2 milímetros, localizado em paralelo ao feixe.

O desenho do experimento foi feito para que o feixe de luz fosse mais largo que o cartão, assim, ao colocar o cartão horizontalmente, o feixe era dividido em duas partes aproximadamente iguais. A saída dos feixes de luz foi dirigida por um espelho.

Ambos os feixes de luz atingiram uma parede em um quarto escuro. Houve evidências do padrão de interferência entre as duas ondas, que mostrou que a luz poderia se comportar tanto como uma partícula quanto como uma onda.

Um século depois, Albert Einsten reforçou a ideia através dos princípios da mecânica quântica.

A equação de Schrödinger

Schrödinger desenvolveu dois modelos matemáticos, diferenciando o que acontece dependendo se o estado quântico muda com o tempo ou não.

Para análise atômica, Schrödinger publicou no final de 1926 a equação de Schrödinger independente do tempo, que é baseada nas funções de onda se comportarem como ondas estacionárias.

Isto implica que a onda não se move, seus nós, isto é, seus pontos de equilíbrio, servem como um pivô para o resto da estrutura se mover ao redor deles, descrevendo uma certa freqüência e amplitude.

Schrödinger definiu as ondas que descrevem os elétrons como estados estacionários ou orbitais e, por sua vez, estão associados a diferentes níveis de energia.

A equação de Schrödinger independente do tempo é a seguinte:

Onde:

E: constante de proporcionalidade.

Ψ: função de onda do sistema quântico.

Η ̂: Operador hamiltoniano.

A equação de Schrödinger independente do tempo é usada quando o observável representando a energia total do sistema, conhecido como o operador hamiltoniano, não depende do tempo. No entanto, a função que descreve o movimento total das ondas sempre dependerá do tempo.

A equação de Schrödinger indica que, se temos uma função de onda Ψ e o operador hamiltoniano age nela, a constante de proporcionalidade E representa a energia total do sistema quântico em um de seus estados estacionários.

Aplicado ao modelo atômico de Schrödinger, se o elétron se move em um espaço definido, existem valores discretos de energia, e se o elétron se move livremente no espaço, há intervalos contínuos de energia.

Do ponto de vista matemático, existem várias soluções para a equação de Schrödinger, cada solução implica um valor diferente para a constante de proporcionalidade E.

De acordo com o princípio da incerteza de Heisenberg, não é possível estimar a posição ou a energia de um elétron. Consequentemente, os cientistas reconhecem que a estimativa da localização do elétron dentro do átomo é imprecisa.

Postulados

Os postulados do modelo atômico de Schrödinger são os seguintes:

-Os elétrons se comportam como ondas estacionárias que são distribuídas no espaço de acordo com a função de onda Ψ.

Os elétrons se movem dentro do átomo descrevendo os orbitais. Estas são áreas onde a probabilidade de encontrar um elétron é consideravelmente maior. A probabilidade referida é proporcional ao quadrado da função de onda Ψ².

A configuração eletrônica do modelo atômico de Schrödinguer explica as propriedades periódicas dos átomos e os elos que eles formam.

No entanto, o modelo atômico de Schrödinger não contempla o spin de elétrons, nem considera as variações no comportamento de elétrons rápidos devido a efeitos relativísticos.

Artigos de interesse

Modelo atômico de Broglie.

Modelo atômico de Chadwick.

Modelo atômico de Heisenberg.

Modelo atômico de Perrin.

Modelo atômico de Thomson.

Modelo atômico de Dalton.

Modelo atômico de Dirac Jordan.

Modelo atômico de Demócrito.

Modelo atômico de Bohr.

Referências

1. O modelo atômico de Schrodinger (2015) Recuperado de: quimicas.net
2. O modelo da mecânica quântica do átomo Recuperado de: en.khanacademy.org
3. A equação de onda de Schrödinger (s.f.). Jaime I. Universidade de Castellón, Espanha. Retirado de: uji.es
4. Teoria atômica moderna: modelos (2007). © ABCTE. Retirado de: abcte.org
5. Modelo Atômico de Schrodinger (s.f.). Retirado de: erwinschrodingerbiography.weebly.com
6. Wikipédia, a enciclopédia livre (2018). Equação de Schrödinger. Retirado de: en.wikipedia.org
7. Wikipédia, a enciclopédia livre (2017). Experimento de Young. Retirado de: en.wikipedia.org