4.1. Del modelo de Bohr al modelo de Bohr-Sommerfeld El modelo de Bohr justificó la fórmula de Balmer y explicaba la estructura de la corteza del átomo de hidrógeno, pero no es capaz de explicar los espectros de elementos con más de un electrón . Tampoco explica que cuando observamos ciertas líneas del espectro de hidrógeno, se ve que están formadas por grupos de líneas muy juntas, y que algunas se desdoblan al someterlas a un campo magnético, lo que indica la exi st encia de subniveles de energía. En 1916, Sommer feld per feccionó el modelo de Bohr considerando que las órbitas podían ser elípticas. Los cálculos de Sommerfeld llevaron a la aparición de un segundo número cuántico que describe la forma de la órbita que sigue el electrón . El número cuántico secundario, l, puede adquirir valores: l = 0, 1, 2, 3… (n - 1) Por ejemplo, para n = 3; l = 0, 1, 2. Al aplicar un campo magnético int enso a átomos de un so lo el ectrón , se obser vaba qu e l as lín eas se desdobl aban ; a est e efecto se l e cono ce como efecto Zeeman. Estos datos pon en de mani f i esto l a n ecesi dad de def inir un t ercer número cuántico que representa la orientación de las órbitas en el espacio. El número cuántico magnético, ml, toma los valores: ml = -l…, 0…, +l En el ejemplo anterior, para aquellos tres posibles valores del número cuántico secundario, l, ml adquirirá los siguientes valores: ; ; , , ; , , , , n l m l m l m 3 0 0 1 1 0 1 2 2 1 0 1 2 l l l = = = = = - + = = - + + * Si se obser van con espectrógrafos de aún mayor precisión , todas las líneas del espectro aparecen desdobladas en dos rayas. Se pensó que esta aparición de dobletes podría deberse a un efecto Zeeman interno. En los átomos, los electrones tienen una propiedad llamada espín que puede adoptar únicamente dos valores. Se define así el número cuántico de espín, ms, que solo puede tomar los valores: -1/2 y +1/2 En resumen , el electrón queda determinado por cuatro números cuánticos: ● n (número cuántico principal) ● ml (número cuántico magnético) ● l (número cuántico secundario) ● ms (número cuántico de espín) Desdoblamiento de líneas en el espectro en presencia de un campo magnético. Efecto Zeeman. Sin campo magnético Con campo magnético Representación de los espines. Espines paralelos Espines antiparalelos 1 21
RkJQdWJsaXNoZXIy