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Modelo atómico de Dirac-Jordan (1928 d.C.)

Retrato de Paul Dirac y Pascual JordanTambién llamado modelo “Mecánico-Cuántico”, a diferencia del modelo de Schrödinger, no es necesario imponer el espín mediante el principio de exclusión de Pauli, ya que aparece de forma natural.

Además, incorpora las correcciones relativistas de la interacción espín-órbita y el término de Darwin, que dan cuenta de la estructura fina de los niveles electrónicos del átomo.

En 1928, los científicos Paul A. M. Dirac y Pascual Jordan, se propusieron generalizar la mecánica cuántica desarrollada por Schrödinger, para que incluyese las correcciones de la relatividad especial de Einstein.

Dirac parte de la ecuación de Schrodinger, que consta de un operador diferencial, llamado hamiltoniano, que opera sobre una función conocida como la función de onda del electrón. Sin embargo Schrodinger no tomó en cuenta los efectos relativistas.

Las soluciones de la función de onda permiten calcular las regiones donde con cierto grado de probabilidad se encontrará el electrón alrededor del núcleo. Estas regiones o zonas se llaman orbitales y dependen de ciertos números cuánticos discretos, que definen la energía y el momento angular del electrón. 

En la imagen se pueden ver los orbitales electrónicos del átomo de hidrógeno para los tres primeros niveles de energía:

Orbitales electrónicos del hidrógeno

En las teorías mecánico cuánticas, ya sean relativistas o no, no existe el concepto de órbitas, ya que ni la posición ni la velocidad del electrón pueden precisarse simultáneamente. Y además, precisar una de las variables conduce a una imprecisión total en la otra.

En las ecuaciones de Dirac-Jordan aparece el cuarto parámetro con característica cuántica, denominado s, además de los ya conocidos n, l y m.