5.2. Principi d’indeterminació Aquest principi enunciat per Heisenberg el 1927 indica que: És conceptualment impossible determinar simultàniament el moment lineal , p = m ? v, i la posició, x, d’una partícula en moviment. Sent el producte de la posició i del moment: D ? D p x p h 4 $ Per entendre aquest principi , pensem en com es podria determinar la posició d’un electró. Per obser var -ho caldria utilitzar una llum de longitud d’ona menor que la mida de l ’electró. Si es projectés aquesta l lum , algun fotó xocaria amb l’electró i n’alteraria la velocitat. Pel fet d’intentar determinar la posició de l ’electró, hem canv iat la seva velocitat. No podem conèi xer simultàniament posició i velocitat, i com que això és imprescindible per determinar la trajectòria , aquest principi exposa que és impossible saber la trajectòria de l’electró dins de l’ àtom, i per això el model de Bohr-Sommerfeld és inviable. Necessitem un nou concepte per localitzar l’electró. Es def inei x orbital com la regió de l ’espai al voltant del nucli on hi ha la màxima probabi litat de trobar un electró amb una energia det erminada . 5.3. La mecànica ondulatòria La mecànica quàntica o ondul atòri a va ser desenv olupada entre 1925 i 1927 p e r S c h r ö d i n g e r, He i s e n b e r g i D i r a c. E s b a s a e n l ’ e q u a c i ó d ’o n e s q u e S chrödinger va proposar per descriure el compor tament de petit es par tícul es com ara l ’el ectró. L’equació d’ones té en compte la naturalesa dual de l’electró: massa i amplitud de l’ona , C. Per resoldre l’equació, les incògnites C i l’energia depenen de certs nombres enters, els nombres quàntics. ( ) c c c c x y z h m E V 8 0 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 p + + + + - = A més, la solució per a l’equació de Schrödinger apareix com una funció d’ones, C, que no subministra ni la posició ni la velocitat exacta de l’electró, seguint el principi de Heisenberg. C2 ens indica la probabilitat de trobar l’electró en una regió de l’espai determinada . Per a l’electró de l’ àtom d’ hidrogen , la solució de l’equació de Schrödinger ve en funció de tres nombres enters, tres nombres quàntics, n, l i ml. El nombre ms no es dedueix de l’equació; va ser introduït per explicar certes característiques dels espectres atòmics. Cada gr up de tres valors permesos de n, l i ml def inei x un orbital, regió de l’espai on hi ha la màxima probabilitat de trobar l’electró. 13 Quina diferència hi ha entre òrbita de Bohr i orbital atòmic? El model atòmic de Bohr viola el principi d’indeterminació de Heisenberg, de quina manera? A C T I V I T A T S 5. Mecànica quàntica 24
RkJQdWJsaXNoZXIy