Modelo de Bohr do átomo

O Modelo de Bohr possui um átomo que consiste em um núcleo pequeno, carregado positivamente, orbitado por elétrons carregados negativamente. Aqui está uma olhada mais de perto no Modelo Bohr, que às vezes é chamado de Modelo Rutherford-Bohr.

Niels Bohr propôs o Modelo Bohr do Atom em 1915. Como o Modelo Bohr é uma modificação do Modelo Rutherford anterior, algumas pessoas chamam o Modelo de Bohr de Modelo Rutherford-Bohr. O modelo moderno do átomo é baseado na mecânica quântica. O Modelo de Bohr contém alguns erros, mas é importante porque descreve a maioria dos recursos aceitos da teoria atômica sem toda a matemática de alto nível da versão moderna. Diferentemente dos modelos anteriores, o Modelo Bohr explica a fórmula de Rydberg para as linhas de emissão espectral de hidrogênio atômico.

O Modelo de Bohr é um modelo planetário no qual os elétrons carregados negativamente orbitam um pequeno núcleo carregado positivamente, semelhante aos planetas que orbitam o sol (exceto que as órbitas não são planares). A força gravitacional do sistema solar é matematicamente semelhante à força Coulomb (elétrica) entre o núcleo carregado positivamente e os elétrons carregados negativamente.

• Os elétrons orbitam o núcleo em órbitas com tamanho e energia definidos.
• A energia da órbita está relacionada ao seu tamanho. A energia mais baixa é encontrada na menor órbita.
• A radiação é absorvida ou emitida quando um elétron se move de uma órbita para outra.

O exemplo mais simples do Modelo de Bohr é para o átomo de hidrogênio (Z = 1) ou para um íon do tipo hidrogênio (Z> 1), no qual um elétron carregado negativamente orbita um pequeno núcleo carregado positivamente. Energia eletromagnética será absorvido ou emitido se um elétron se mover de uma órbita para outra. Somente certas órbitas de elétrons são permitidos. O raio das órbitas possíveis aumenta à medida que n², onde n é o Número quântico principal. A transição 3 → 2 produz a primeira linha do Balmer series. Para o hidrogênio (Z = 1), isso produz um fóton com comprimento de onda 656 nm (luz vermelha).

Átomos mais pesados ​​contêm mais prótons no núcleo que o átomo de hidrogênio. Mais elétrons foram necessários para cancelar a carga positiva de todos esses prótons. Bohr acreditava que cada órbita de elétrons só podia conter um número definido de elétrons. Uma vez que o nível estivesse cheio, elétrons adicionais seriam aumentados para o próximo nível. Assim, o modelo de Bohr para átomos mais pesados ​​descreveu invólucros de elétrons. O modelo explicou algumas das propriedades atômicas dos átomos mais pesados, que nunca haviam sido reproduzidas antes. Por exemplo, o modelo de shell explicou por que os átomos diminuíram o movimento ao longo de um período (linha) da tabela periódica, mesmo tendo mais prótons e elétrons. Também explicou por que os gases nobres eram inertes e por que os átomos do lado esquerdo da tabela periódica atraem elétrons, enquanto os do lado direito os perdem. No entanto, o modelo assumiu que os elétrons nas conchas não interagiam entre si e não conseguia explicar por que os elétrons pareciam se acumular de maneira irregular.

• Viola o Princípio da Incerteza de Heisenberg porque considera que os elétrons têm um raio e uma órbita conhecidos.
• O Modelo Bohr fornece um valor incorreto para o estado fundamental momento angular orbital.
• Faz previsões ruins em relação aos espectros de átomos maiores.
• Não prevê as intensidades relativas das linhas espectrais.
• O Modelo Bohr não explica estrutura fina e estrutura hiperfina em linhas espectrais.
• Não explica o efeito Zeeman.

O refinamento mais proeminente do modelo de Bohr foi o modelo de Sommerfeld, que às vezes é chamado de modelo de Bohr-Sommerfeld. Nesse modelo, os elétrons viajam em órbitas elípticas ao redor do núcleo, e não em órbitas circulares. O modelo de Sommerfeld foi melhor em explicar os efeitos espectrais atômicos, como o efeito Stark na divisão de linhas espectrais. No entanto, o modelo não conseguiu acomodar o número quântico magnético.

Por fim, o modelo de Bohr e os modelos baseados nele foram substituídos pelo modelo de Wolfgang Pauli baseado na mecânica quântica em 1925. Esse modelo foi aprimorado para produzir o modelo moderno, introduzido por Erwin Schrodinger em 1926. Hoje, o comportamento do átomo de hidrogênio é explicado usando a mecânica das ondas para descrever orbitais atômicos.

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