El desarrollo de la ciencia de vez en cuando tiene una influencia en la civilización humana. Uno de ellos es sobre el átomo, donde la teoría del átomo existe desde varios siglos antes de Cristo y continúa siendo investigada por varios experimentos de científicos, dando como resultado teorías que serán útiles para la ciencia en el futuro.
Uno de los científicos que investigó el átomo es Niels Bohr, conocido como la teoría atómica de Bohr. El científico danés introdujo el modelo de Bohr del átomo en 1913 al describir el átomo como un núcleo pequeño, cargado positivamente, rodeado de electrones que se mueven en órbitas circulares. Donde, la órbita circular también rodea el núcleo.
El modelo de Bohr del átomo se parece al del sistema solar, pero su fuerza gravitacional es reemplazada por fuerza electrostática. El descubrimiento de las propiedades duales de la radiación electromagnética y los experimentos que muestran la cuantificación de la energía ayudaron a Neil Bohr a desarrollar un modelo del átomo que pudo superar algunas de las debilidades del modelo de Ruherford. Hay 6 puntos principales de la teoría atómica de Bohr, que incluyen:
- Los electrones en el átomo de hidrógeno circulan alrededor del núcleo en una trayectoria circular pero tienen una energía definida llamada órbitas.
- La energía de los electrones en estas órbitas está determinada por la distancia de los electrones al núcleo atómico, cuanto más lejos del núcleo atómico es mayor la energía de los electrones.
- Solo en órbitas con cierto nivel de energía pueden los electrones rodear el núcleo, o en otras palabras, el nivel de energía cuantificado.
- Los electrones pueden pasar de un nivel de energía más bajo a un nivel de energía más alto si absorben suficiente energía.
- Los electrones pueden pasar de un nivel de energía más alto a uno más bajo liberando cierta energía.
- El nivel de energía de la trayectoria del electrón es un múltiplo de un número entero desde 1 hasta el infinito, lo que se denomina número cuántico.
(Lea también: Pros y contras de la teoría atómica de Rutherford)
Modelo de Bohr del átomo de hidrógeno
La teoría atómica de Bohr ha logrado explicar los espectros de átomos de hidrógeno y átomos con electrones individuales, pero no pudo explicar los espectros de átomos con muchos electrones. En el modelo de Bohr para el átomo de hidrógeno, hay 6 puntos importantes a tener en cuenta, a saber:
- El átomo de hidrógeno tiene un estado estacionario que se numera como n = 1,2,3 ,,,,, hasta el infinito. Donde n se conoce como el número cuántico principal.
- El radio del estado estacionario viene dado por la fórmula: r n = n2a 0 ,, donde a 0 se conoce como el radio de Bohr y tiene el valor 52,9 pm.
- La energía de un estado estacionario (órbita) dado en un átomo de hidrógeno se da como: En = - R H (1 / n2) J por átomo, donde R H se llama la constante de Rydberg. = -2,18 x 10-18 J por átomo.
- La energía electrónica del estado estacionario (En) es siempre negativa para el átomo de hidrógeno.
- La teoría de Bohr para el átomo de hidrógeno también se puede aplicar a iones como He +, Li 2+, Be 3+ que tienen un solo electrón.
Beneficios y limitaciones
Como ocurre con otras teorías atómicas, la teoría atómica de Bohr tiene sus ventajas y desventajas. Donde, para beneficio de, entre otros, el átomo es estable porque los electrones no pueden perder energía mientras se encuentran en una determinada órbita, la teoría atómica de Bohr explica el espectro lineal del átomo de hidrógeno.
En cuanto a las limitaciones de la teoría atómica de Bohr, entre otras; Esta teoría no puede explicar el espectro de líneas atómicas de múltiples electrones, no puede explicar la separación de líneas espectrales en presencia de un campo magnético (efecto Zeeman) o un campo eléctrico (efecto Stark), no puede explicar la intensidad relativa de las líneas espectrales.
