En 1911, el físico neozelandés Ernest Rutherford, junto con sus colaboradores, llevaron a cabo un experimento en el que bombardeó una hoja de oro muy fina con partículas alfa del polonio (elemento químico radiactivo), el análisis de este experimento permitió a Rutherford llegar a conclusiones de que culminó con el anuncio de un nuevo modelo atómico, en el que asumió que el átomo estaba compuesto por un núcleo denso y positivo, con electrones orbitando en Su regreso.
Sin embargo, la física clásica criticó duramente el modelo de Rutherford, porque según el electromagnetismo clásico de Maxwell, una carga de movimiento acelerado emite ondas electromagnéticas, por lo que un electrón que gira alrededor del núcleo debería emitir radiación, perder energía y eventualmente caer dentro del núcleo, y ya sabemos que no es así. Sucede.
En 1914, el físico danés Niels Bohr propuso un modelo que llegó a conocerse como el átomo de Bohr, o modelo atómico de Bohr, basado en postulados que resolverían los problemas del modelo de Rutherford, explicando por qué los electrones no caerían en espiral en el centro. Como predijo la física clásica, Bohr asumió que los electrones giraban alrededor del núcleo en órbitas. posible, definida y circular debido a la fuerza eléctrica, que puede ser calculada por la Ley de Coulomb a través de de la ecuación:
F = ke²
r²
Las llamó órbitas estacionarias, además, los electrones no emiten energía espontáneamente, para saltar de una órbita a otra, necesita recibir un fotón de energía que se pueda calcular así:
E = EF - YI = hf
De esa manera, a menos que reciba exactamente la cantidad de energía necesaria para saltar de una órbita a otra, más lejos del núcleo, el electrón permanecerá en su órbita indefinidamente.
La energía correspondiente a cada órbita fue calculada por Bohr, mira cómo podemos llegar al mismo resultado:
La fuerza eléctrica actúa como una fuerza centrípeta, por lo que tenemos:
mv² = ke², entonces mv² = ke² (I)
r r² r
La energía cinética del electrón está dada por EC = ½ mv². ¿De dónde sacamos eso?
YC = ke²
2do
La energía potencial del electrón viene dada por: EPAG = - ke² (II)
r
La energía total será: E = EC + YPAG
E = ke² – ke² = - ke² (III)
2r r 2r
Niels Bohr asumió además que el producto mvr debería ser un múltiplo entero (n) de h / 2π, es decir:
mvr = eh
2π
con n = 1,2,3 ...
Entonces podemos hacer:
v = eh (IV)
2πmr
Sustituyendo este valor en la ecuación (I) tenemos:
metro( eh )² = ke²
2πmr r
mn²h² = ke²
4π²m²r² r
lo que resulta en: n²h² = ke²
4π²mr² r
n²h² = ke²
4π²mr
4π²mr = 1
n²h² ke²
Por lo tanto r = n²h²
4π²mke²
r = h² . n² (V)
4π²mke²
Reemplazo de V en III
YNo = - 2π² m k²e4 . 1 (SIERRA)
h² n²
Con la ecuación (VI) anterior, es posible calcular la energía del electrón en las órbitas permitidas, donde n = 1 corresponde al estado más bajo energía, o estado fundamental, que dejará solo si se excita a través de un fotón recibido, saltando a un más energía, en la que permanecerá por un período de tiempo extremadamente corto, pronto volverá al estado fundamental emitiendo un fotón de energía. El modelo atómico de Bohr explicó bien el átomo monoelectrónico de hidrógeno y para más átomos complejos, todavía se necesitaría una nueva teoría, la teoría de Schroedinger, que ya está en los dominios de la mecánica. cuántico.
Por Paulo Silva
Licenciada en Física
