Introducció a la física quàntica

1. Introducció alIntroducció al
Model quànticModel quàntic
de l'àtomde l'àtom
InstitutInstitut Anton Busquets IAnton Busquets I
PunsetPunset

2. AlgunesAlgunes teoriesteories prèvies.prèvies.....
Algunes de les lleis que fonamenten la teoria quàntica ja les coneixeu:Algunes de les lleis que fonamenten la teoria quàntica ja les coneixeu:

La teoria fotònica per la radiació:La teoria fotònica per la radiació:
Ef = h·fEf = h·f

La llei de Wien per a la radiació d'un sòlid:La llei de Wien per a la radiació d'un sòlid:
λλmàx = 0,0029/Tmàx = 0,0029/T

La definició quàntica de les òrbites atòmiques dels electrons: modelLa definició quàntica de les òrbites atòmiques dels electrons: model
de Bohr.de Bohr.
1/1/ λλ = R·(1/n= R·(1/n22
– 1/m– 1/m22
))

3. Hipòtesi de De BroglieHipòtesi de De Broglie
 La radiació es pot considerar com a ona o com a partícula.La radiació es pot considerar com a ona o com a partícula.
 De manera equivalent, Louis De Broglie considera que esDe manera equivalent, Louis De Broglie considera que es
pot associar una ona al moviment d’una partícula material.pot associar una ona al moviment d’una partícula material.
 És una hipòtesi de 1923 confirmada el 1927 en experiènciesÉs una hipòtesi de 1923 confirmada el 1927 en experiències
de difracció d’electrons (aquest és un fenomen ondulatori).de difracció d’electrons (aquest és un fenomen ondulatori).
 La longitud d’ona associada a una partícula material és:La longitud d’ona associada a una partícula material és:
λλ = h/m·v= h/m·v

4. Principi d’exclusió de PauliPrincipi d’exclusió de Pauli
 És l’equivalent a dir que dues partícules fonamentals noÉs l’equivalent a dir que dues partícules fonamentals no
poden ser la mateixa.poden ser la mateixa.
 Ens diu que no poden existir dos fermions (partícules deEns diu que no poden existir dos fermions (partícules de
matèria) amb tots els seus nombres quàntics iguals.matèria) amb tots els seus nombres quàntics iguals.
 És un principi enunciat per Wolfgang Erns Pauli el 1925.És un principi enunciat per Wolfgang Erns Pauli el 1925.

5. Principi d’incertesaPrincipi d’incertesa
 Suposa un límit a la nostra capacitat de percepció de laSuposa un límit a la nostra capacitat de percepció de la
natura.natura.
 Ens diu que no podem conèixer simultàniament i amb totalEns diu que no podem conèixer simultàniament i amb total
precisió la posició i la quantitat de moviment d’una partícula.precisió la posició i la quantitat de moviment d’una partícula.
 Va ser enunciat per Werner K. Heisenberg.Va ser enunciat per Werner K. Heisenberg.

6. Equació de SchrödingerEquació de Schrödinger
 És l’equivalent a la segona llei de Newton per a partículesÉs l’equivalent a la segona llei de Newton per a partícules
subatòmiques.subatòmiques.
 Donat que a una partícula se li pot associar una longitud d’ona,Donat que a una partícula se li pot associar una longitud d’ona,
també li podem associar una funció d’ona (mecànica ondulatòria).també li podem associar una funció d’ona (mecànica ondulatòria).
 És una equació del 1925, proposada per Ernest Schrödinger.És una equació del 1925, proposada per Ernest Schrödinger.

7. Orbitals atòmicsOrbitals atòmics
 Un orbital és una solució de l’equació de Schrödinger per aUn orbital és una solució de l’equació de Schrödinger per a
un electró en un àtom.un electró en un àtom.
 El valor de la solució està determinat per tres nombresEl valor de la solució està determinat per tres nombres
quàntics, que determinen l’energia total de l’electró enquàntics, que determinen l’energia total de l’electró en
l’orbital.l’orbital.
 No ens dóna la posició concreta de l’electró, ja que segonsNo ens dóna la posició concreta de l’electró, ja que segons
el principi d’indeterminació no ens és possible conèixer-la.el principi d’indeterminació no ens és possible conèixer-la.
Ens indica una regió al voltant del nucli en la qual hi ha unaEns indica una regió al voltant del nucli en la qual hi ha una
alta probabilitat de trobar l’electró.alta probabilitat de trobar l’electró.

8. Orbitals atòmics SOrbitals atòmics S

9. Orbitals atòmics POrbitals atòmics P

10. Orbitals atòmics dOrbitals atòmics d

11. Orbitals atòmics fOrbitals atòmics f