Quimica. Elementos: Teoría antigua y moderna

-Elementos: Teoría antigua y moderna

La teoría cuántica antigua es una recopilación entre los años 1900-1925 de los resultados anteriores a la mecánica cuántica moderna. La teoría nunca fue completa o autoconsistente, pero fue un conjunto de procedimientos heurísticos que ahora se entienden como las primeras correcciones cuánticas a la mecánica clásica. El modelo de Bohr fue el centro del estudio, y Arnold Sommerfeld​ hizo una contribución crucial mediante la cuantificación de la componente z del momento angular, que en la antigüedad cuántica fue llamado «espacio de cuantificación» (Richtungsquantelung). Esto permitió que los orbitales de los electrones pasaran a ser elipses en lugar de círculos, e introdujo el concepto de la degeneración cuántica. La teoría tuvo una correcta explicación al efecto Zeeman, a excepción de la cuestión de espín electrónico.

La principal herramienta era la cuantización de Bohr-Sommerfeld, un procedimiento para seleccionar a cierto conjunto discreto de estados de un movimiento clásico integrable como estados permitidos. Estos son como los orbitales permitidos del modelo atómico de Bohr; el sistema solo puede estar en uno de estos estados, y no en ningún estado en el medio.

Teoría Antigua

Los elementos clásicos suelen referirse a los conceptos en la antigua Grecia de la tierra , el agua , el aire , el fuego y el éter , que se propusieron para explicar la naturaleza y la complejidad de toda la materia en términos de sustancias más simples.  Las culturas antiguas en Babilonia , Japón , Tíbet e India tenían listas similares, a veces se refieren en los idiomas locales al "aire" como "viento" y al quinto elemento como "vacío".

Siglos de investigación empírica han demostrado que todos los sistemas antiguos eran explicaciones incorrectas del mundo físico. Ahora se sabe que la teoría atómica es una explicación correcta, y que los átomos se pueden clasificar en más de un centenar de elementos químicos como oxígeno , hierro y mercurio . Estos elementos forman compuestos químicos y mezclas , y bajo diferentes temperaturas y presiones, estas sustancias pueden adoptar diferentes estados de la materia . Los estados más comúnmente observados de sólidos , líquidos , gases y plasma comparte muchos atributos con los elementos clásicos de tierra, agua, aire y fuego, respectivamente, pero ahora se sabe que estos estados se deben a un comportamiento similar de diferentes tipos de átomos a niveles de energía similares, y no debido a que contienen un cierto tipo de átomo o un cierto tipo de sustancia o energía infinitamente divisible.

Teoría Moderna

La comprensión de la naturaleza de la materia que se llama la teoría atómica de la materia, primero postulada por John Dalton , es la base de toda la química moderna. Las observaciones que explica la teoría de Dalton se habían realizado en muchos casos mucho antes de su formulación de la teoría, y fueron estas observaciones y las relaciones empíricas lo que lo condujeron a ella. Como afirma Dalton, la teoría atómica de la materia consta de tres postulados:

1. Cada elemento químico está compuesto de partículas muy pequeñas llamadas átomos.
2. Todos los átomos de un elemento dado son idénticos. Los átomos de un elemento son diferentes de los átomos de cualquier otro elemento de alguna manera fundamental.
3. Los átomos se combinan entre sí para formar compuestos . Un compuesto dado siempre tiene los mismos números relativos de diferentes tipos de átomos.

La teoría atómica de la materia sostiene que los átomos son las unidades fundamentales de la materia y que los átomos se conservan en reacciones químicas. En otras palabras, las reacciones químicas consisten en reordenamientos de átomos para formar compuestos, mientras que los átomos mismos permanecen sin cambios. Entonces solo ciertos compuestos pueden existir; la molécula AB es posible mientras que la molécula A 0.25 B no lo es, aunque la molécula AB 4 tendría la misma estequiometria y existiría. Se podría esperar que los compuestos más simples como AB, A 2 B, AB 2 o A 2 B 3 sean más probables que los compuestos más complejos como A 256 B 413, y generalmente se encuentra que así es.

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