Modelo atómico de Bohr
Descubre el modelo atómico propuesto por el físico danés Niels Bohr, sus fundamentos teóricos y principales características.
Niels Henrick David Bohr (1885 – 1962)
Físico nacido en Copenhague, Dinamarca. Cursó sus estudios universitarios en la Universidad de Copenhague alcanzando el grado de doctor en 1911. Consolidado como una promesa en el campo de la física nuclear, se fue a Inglaterra para ampliar sus conocimientos en el prestigioso laboratorio Cavendish de la Universidad de Cambridge bajo la tutela del Químico Sir Joseph John Thomson (1856-1940), premiado con el Nobel de Física en 1906. Bohr es considerado una de las figuras más importantes de la física contemporánea, siendo considerado uno de los padres de la bomba atómica, galardonado con el Premio Nobel de Física en 1922 por su investigación acerca de la estructura de los átomos y la radiación que emana de ellos.
Modelo atómico de Bohr
El modelo atómico propuesto por Bohr toma postulados de la física clásica, se basa en la teoría cuántica y el efecto fotoeléctrico y lo complementa con sus estudios sobre el espectro atómico del hidrógeno.
Postulados de la Física Clásica
- Una partícula acelerada como el electrón cuando se encuentra girando sobre su órbita alrededor de un núcleo de un átomo, debe perder energía de manera continua por la emisión de energía radiante.
- Este electrón al perder energía continuamente debiera describir una trayectoria en espiral descendente hasta caer finalmente sobre el núcleo, sin embargo, eso no sucede puesto que los átomos son estables.
Teoría Cuántica y Efecto Fotoeléctrico
Max Planck, Físico Alemán (1858-1947) Premio Nobel de Física en 1918. En el año 1900 planteó que los átomos y las moléculas emitían o absorbían cantidades energéticas solo de maneras discretas. A estas cantidades de energía electromagnética, ya sea absorbida o emitida le llamo cuanto. Un cuanto de energía se calcula según la fórmula:
E = h · ?
Donde:
h = Constante de Planck cuyo valor es 6,63 x 10-34 [J·s]
? = Frecuencia de la radiación [s-1]
Albert Einstein, Físico Alemán de origen Judío (1879-1955) Premio Nobel de Física en 1921. En el año 1905 tomando lo propuesto por Max Planck, explica el denominado efecto fotoeléctrico como la propiedad de algunos metales de emitir electrones cuando una luz de determinada frecuencia incide sobre éstos. La explicación es que los electrones son atraídos hacia el electrodo positivo lo que genera un flujo de corriente eléctrica, por lo tanto, según Einstein un haz de luz es en realidad una corriente de pequeños paquetes de energía a los cuales, individualmente les llamo Fotón.
Construcción del Modelo de Bohr
El átomo está formado por un núcleo positivo y una envoltura de este núcleo donde se encuentran girando los electrones. Esta envoltura está descrita por órbitas circulares de los electrones lo que le confiere estabilidad al átomo. Cada una de estas órbitas corresponde a un nivel de energía permitido, es decir, a un cuanto.
Los niveles de energía (n) están representados por números enteros (n=1, n=2, n=3, etc.) y su orden de enumeración es desde el núcleo hacia fuera.
La energía de un electrón se mantiene constante mientras se encuentre en un mismo nivel de energía, es decir, no emite ni absorbe energía. Cuando se encuentra en el nivel de energía más bajo se dice que se encuentra en su estado fundamental o nivel basal, por lo tanto, posee menos energía.
Cuando un electrón absorbe suficiente energía del entorno para alcanzar el siguiente cuanto energético, se dice que este electrón se encuentra en estado excitado o nivel excitado.
Si un electrón que se encuentra en un estado excitado regresa a un estado de menor energía, emite energía radiante, es decir emite un fotón.
Si queremos saber cuál es el número máximo de electrones que podemos encontrar en un nivel de energía específico, debemos calcular utilizando la ecuación:
N° máximo electrones = 2·n2
Donde n = nivel de energía en el cual queremos calcular el máximo de electrones.