Mecánica cuántica. Los doctores del Espín. V

Estas fueron las ideas que Wolfgang Pauli escuchó, durante las conferencias pronunciadas por Bohr en Gotinga, en junio de 1922. Por su parte, Arnold Sommerfeld, había dado la bienvenida al modelo de capas como “el mayor avance en la estructura atómica, desde 1913”. Pero no había, a decir verdad, de razonamiento matemático alguno, que respaldase el nuevo modelo de capas electrónicas. Aun el mismo Ernest Rutherford, dijo a Bohr, que estaba esforzándose en “formarse una idea del modo en que ha llegado usted, a esas conclusiones”. Pero las ideas de Bohr, no obstante, debían ser tomadas muy en serio, especialmente después de la corroboración de su pronóstico, durante la conferencia de recepción del Premio Nobel, en diciembre de 1922, de que el elemento desconocido, de número atómico 72, posteriormente llamado hafnio, no pertenecía al grupo de las llamadas “tierras raras”. Sin embargo, no había principio organizador ni criterio alguno, detrás del modelo de capas de Bohr. Fue una ingeniosa improvisación, basada en un conjunto de datos físicos y químicos, que podía explicar, parcialmente, las propiedades químicas de los distintos agrupamientos, de elementos de la tabla periódica, que culminó el hafnio

Mientras seguía preocupado por el efecto Zeeman anómalo y, las deficiencias del modelo de capas electrónicas, el tiempo de Wolfgang Pauli en Copenhague, tocaba a su fin. En septiembre de 1923 regreso a Hamburgo donde, al año siguiente, se vio ascendido de profesor adjunto a “privatdozent”. Pero en Copenhague, a un corto viaje de tren y un transbordador, que atravesaba el mar Báltico, Pauli siguió visitando regularmente el instituto de Bohr. Finalmente concluyó, que el modelo de Bohr solo podía funcionar, si había una restricción en el número de electrones, que ocupaban cada capa. A finales de 1924, Pauli descubrió la regla de organización fundamental, el llamado “principio de exclusión”, que proporcionó la justificación teórica, de la que carecía el modelo atómico de capas de electrones, empíricamente diseñado por Bohr.

Pauli se inspiró en la obra de Edmund Stoner, estudiante de posgrado de Cambridge de 35 años. Stoner, todavía estaba trabajando en su doctorado con Rutherford, cuando en octubre de 1924, el “Philosophical Magazine” publicó su artículo, titulado “La distribución de los electrones entre los niveles atómicos”. En él, Stoner afirmaba que el electrón de la capa exterior, o electrón de valencia, del átomo de un álcali, posee tantos estados energéticos entre los que elegir, como electrones de la última capa cerrada, del primer gas noble inerte, que le sigue en la tabla periódica. La ides de Stoner, implicaba que un determinado número cuántico principal, n, se corresponde con la capa del electrón de Bohr, que puede estar completamente llena o “cerrada”, cuando el número de electrones que contiene, duplica su número de posibles estados energéticos.

Pues eso.

(Continuará.)