Modelo atómico de Bohr
O modelo atómico de Bohr foi realizado por Niels Bohr, baseándose no átomo de hidróxeno. Bohr intentaba realizar un modelo atómico capaz de explicar a estabilidade da materia e os espectros de emisión e absorción discretos que se observan nos gases. Describiu o átomo de hidróxeno cun protón no núcleo, e virando ó seu arredor un electrón. O modelo atómico de Bohr partía conceptualmente do modelo atómico de Rutherford e das nacentes ideas sobre cuantización, que xurdiran uns anos antes coas investigacións de Max Planck e Albert Einstein. Debido á súa simplicidade, o modelo de Bohr é aínda utilizado como explicativo da estrutura da materia.
Descrición
editarNeste modelo os electróns viran en órbitas circulares arredor do núcleo, ocupando a órbita de menor enerxía posible, ou sexa a órbita máis próxima posible ó núcleo. O electromagnetismo clásico predicía que unha partícula cargada movéndose de forma circular emitiría enerxía polo que os electróns deberían colapsar sobre o núcleo en breves instantes de tempo, o que se vía con claridade que non ocorría. Para superar este problema Bohr supuxo que os electróns só se poderían mover en órbitas específicas, cada unha das cales estaría caracterizada polo seu nivel enerxético. Cada órbita pode entón identificarse mediante un número enteiro n que toma valores dende 1 en diante. Este número "n" recibe o nome de número cuántico principal.
Bohr supuxo ademais que o momento angular de cada electrón estaba cuantizado e só podía variar en fraccións enteiras da constante de Planck. De acordo ao número cuántico principal calculou as distancias ás cales achábase do núcleo cada unha das órbitas permitidas no átomo de hidróxeno.
Estes niveis nun principio estaban clasificados por letras que empezaban na "K" e terminaban na "Q". Posteriormente os niveis electrónicos ordenáronse por números. Cada órbita ten electróns con distintos niveis de enerxía obtida que despois tense que liberar e por esa razón o electrón vai saltando dunha órbita a outra ata chegar a unha que teña o espazo e nivel adecuado, dependendo da enerxía que posúa, para liberarse sen problema e de novo volver á súa órbita de orixe. É dicir, a enerxía non se pode intercambiar en calquera cantidade, senón en cantidades adecuadas que permita pasar entre a órbita actual e outra diferente.
O modelo atómico de Bohr constituíu unha das bases fundamentais da mecánica cuántica. Explicaba a estabilidade da materia e as características principais do espectro de emisión do hidróxeno. Con todo non explicaba o espectro de estrutura fina que podería ser explicado algúns anos máis tarde grazas ó modelo atómico de Sommerfeld. Historicamente, o desenvolvemento do modelo atómico de Bohr xunto coa dualidade onda-corpúsculo permitiría a Erwin Schrödinger descubrir a ecuación fundamental da mecánica cuántica.
Postulados de Bohr
editarEn 1913 Niels Bohr desenvolveu o seu soado modelo atómico de acordo a catro postulados fundamentais:
- Os electróns orbitan o átomo en niveis discretos e cuantizados de enerxía, é dicir, non todas as órbitas están permitidas, tan só un número finito destas.
- Os electróns poden saltar dun nivel electrónico a outro sen pasar por estados intermedios.
- O salto dun electrón dun nivel cuántico a outro implica a emisión ou absorción dun único canto de luz (fotón) cuxa enerxía corresponde á diferenza de enerxía entre ambas órbitas.
- As órbitas permitidas teñen valores discretos ou cuantizados do momento angular orbital L de acordo coa seguinte ecuación:
- Onde n = 1,2,3,… é o número cuántico angular ou número cuántico principal.
A cuarta hipótese asume que o valor mínimo de n é 1. Este valor corresponde a un mínimo raio da órbita do electrón de 0.0529 nm. A esta distancia denomínaselle raio de Bohr. Un electrón neste nivel fundamental non pode descender a niveis inferiores emitindo enerxía.
Pódese demostrar que este conxunto de hipótese corresponde á hipótese de que os electróns estables orbitando un átomo están descritos por funcións de onda estacionarias.