| FÍSICA CUÁNTICA -CAP 3- | |||||||||||||
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Los electrones tienden a estar bien acomodados
Para ilustrar la realidad de una unión atómica, que mejor que una fotografía. ¿Se puede captar la imágen de un átomo? Ahora si, gracias al Físico Gerd Binnig y su equipo de investigación (Gerd fue Premio Novel en 1986). Crearon un microscopio de efecto túnel: con el se pueden ver las intimidades de la materia -los átomos y su disposición- Seguidamente te voy a enseñar una serie de intimidades, que han estado prohibidas por falta de medios para poder ser destapadas. Eso no se ve cada día:
Recordando el capítulo anterior, (cap._2) podríamos esperar que, todos los electrones se establecieran a un nivel de energía más bajo del átomo. Pero no es así, no pueden ocupar el mismo nivel de energía. Pondré otro ejemplo con el agua: El vaso que todos conocemos es un recipiente que tiene unas limitaciones de espació. Cuando echamos unas pocas gotas de agua, cubrimos una primera capa fina de agua, y si volvemos a echar el nivel subirá. Podríamos contar las capas de agua por milímetros cúbicos, cada milímetro seria una capa. El recipiente de agua -el vaso- tiene unas limitaciones de espacio no se puede poner el agua en una sola capa de un milímetro, sería un vaso bastante ancho; difícil de manejar con una sola mano, más bien no sería posible. Los electrones tienden a buscar el lugar más cómodo en el átomo, pero no siempre pueden ocupar el sitio más cercano al núcleo. Al igual que el vaso de agua cuando se empieza a llenar. Cuando se añaden electrones a un átomo se ven obligados a ocupar niveles de energía cada vez mayores, a medida que los niveles inferiores se llenan. La pregunta que te puedes hacer querido lector, es la siguiente: ¿Cuántos electrones pueden llenar por completo un nivel de energía? La contestaremos basándonos en las observaciones que realizó Wolfgang Pauli. En primer lugar diremos que el fenómeno que observó Pauli se le dio el nombre de principio de exclusión, nunca tan bien dicho, se trata de eso: excluir. La razón es la siguiente: si dos electrones ya ocupan un nivel determinado, cualquier electrón que se incorpore después tiene vedado el acceso a ese nivel; tiene que pasar al siguiente nivel de energía más exterior. En la figura siguiente tienes el ejemplo:
El átomo de Helio -observar figura- tiene un máximo de dos electrones. En el primer nivel de energía tenemos ubicados en perfecto equilibrio los dos electrones, ahora bien, si observamos el átomo de la derecha, que es de Litio; la cosa cambia: Es un átomo que tiene un total de tres electrones, pero sólo caben 2 en el primer nivel, entonces el tercer electrón pasará al segundo nivel. No pueden solaparse uno sobre otro, se excluyen mutuamente, y si se intenta presionar a dos electrones en la misma órbita para que se unan, se repelen. Esta fuerza de repulsión no se debe al hecho de que las cargas eléctricas correspondientes de los electrones se repelan, sino que se trata de una fuerza de repulsión completamente nueva, mucho más fuerte que la electromagnética. Esta nueva fuerza, llamada «fuerza de intercambio» sólo puede comprenderse basándose en la teoría cuántica y no existe nada análogo a ella en la física clásica. En física cuántica, el principio de exclusión de Pauli es, para los científicos de la especialidad, una regla que establece que dos partículas en el mismo estado (idéntico espín, carga de color, momento angular, etc.) no pueden existir en el mismo lugar y al mismo tiempo. En estos párrafos anteriores han salido palabras nuevas: espín, momento angular y carga de color. Antes de avanzar más, desearía, que no se aclararán su significado. Empezamos por el espín ¿Qué es ?: Esta palabra nos dice que el electrón tiene un movimiento de rotación, si, sobre su propio eje, al igual que la tierra que rota sobre su propio eje, eso es el espin. La existencia del espín del electrón está confirmada por muchos resultados experimentales, y se manifiesta de forma muy directa en el experimento de Stern- Gerlach, que fue realizado en 1924.
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