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El p r o b l e m a
Madrid, julio 1929,
de la
materia
(1)
Por BLAS C A B R E R A , catedrático de la Universidad Central.
V.
O R G A N I Z A C I Ó N ELÉCTRICA DE LOS ÁTOMOS E I N T E R -
PRETACIÓN DE LAS PROPIEDADES ESPECÍFICAS DE LA M A TERIA.
41. He dicho que la configuración fotógena en los primeros elementos de cada período de la clasificación de Mendelejeff se halla integrada por tantos electrones como indica el orden de la columna; esto es, uno, en los metales alcalinos; dos, en los alcalino-térreos; tres, en las tierras, y así sucesivamente. Sin duda, existen en los átomos más electrones, pero deben formar un sistema o configuración cérrada; esto es, sin influencia notable sobre la constituida por los que se han adicionado después. El cierre de estos sistemas debe ocurrir en cada uno de los gases nobles, que inmediatamente preceden a los elementos alcalinos; si bien más tarde, algunos de ellos pueden abrirse de nuevo, cuando existen ya otros electrones más externos en el átomo neutro, para incrementar el número de sus constituyentes, siempre hasta límites definidos. De todas suertes, las características principales de la organización del sistema quedan deterrninadas por el número de electrones. El valor de Z fija cuántos de ellos han de formar el átomo neutro, eléctricamente, así como las dimensiones absolutas de las órbitas de cada uno; pero nada más. Así, el primer electrón captado por un núcleo cualquiera constituye un átomo de especie hidrógeno, aunque mucho menor, puesto que el eje mayor de la órbita disminuye como Z^ aumenta; los dos primeros formarán un átomo de especie He, de menor volumen, y asi sucesivamente. Fué Bohr quien bosquejó primeramente el plan general de organización de los átomos, bajo la sugestión de hechos empíricos cada día más numerosos. Baste recordar la característica general de los espectros sucesivos de un mismo átomo, designados ordinariamente agregando al símbolo del elemento un exponente en caracteres romanos (por ejemplo, Qi, O " , ), que expresa el número de electrones que faltan al átomo emisor, más uno.
68^^72 anteriores en los números 58, 60, 67, oo. y 73, páginas 477, 581, 342, 393, 627 y 7.
Así, OI representa el espectro del átomo neutro; Qii, el del átomo privado de un electrón; O™, si le faltan dos Notoriamente, estos residuos atómicos tienen tantos electrones como los átomos de los elementos que preceden sucesivamente al considerado < 0 " , como el N; O " ! , como el C; O^v como el B; OV, com el Be; O^i, como el Li, y O^ii, como el He); de modo que sus espectros deben ser idénticos, salvo la diferencia que corresponde a la distinta carga nuclear, bajo cuya acción describen sus órbitas los electrones. Por esto se introduce en la ecuación de las series R zl^ en lugar de la constante de Bydberg. Ello hace que las líneas y series homólogas se corran rápidamente hacia las frecuencias, v, más altas. Antes de que Bohr formulase este corolario de la teoría como ley general, era conocido el hecho para el caso de los espectros II, o espectros de chispa, como se designan más corrientemente: su constitución para cualquier elemento es muy semejante a la del espectro I, o de arco, del elemento anterior. En estos últimos años ha obtenido confirmación plena en la experiencia la ley arriba formulada, gracias a los trabajos de Paschen y Fowler, y sobre todo de Millikan, Bowen y sus colaboradores, que han venido a estudiar casi todos los casos posibles de los átomos de los dos períodos cortos de la clasificación. 42. Esta ley simplifica la investigación de la estructura de los átomos particulares, pues concreta el problema a averiguar cómo se adiciona cada electrón al sistema que quedó organizado en el elemento precedente. Por este camino logró Bohr establecer que los dos primeros electrones que se adicionan al núcleo, cuya aparición respectiva ocurre en el H y el He, forman un sistema con n = l, que perdura para todos los átomos; que los 8 siguientes, agregados desde el Li al Ne, corresponden a n=2, y el sistema que así se cierra en el Ne continúa en los elementos que siguen, sin más alteración que la reducción absoluta de sus disminuciones al aumentar Z, como también ocurre en el sistema anterior de dos electrones y en los que se forman después. Todos vienen recogidos en el cua-