Introducción al modelo atómico de Bohr

 

Sabemos que:

 

En 1913, N.Bohr corrige los inconvenientes que tenía el modelo de Rutherford compaginando la idea de átomo nuclear con los nuevos conocimientos de Física que comenzaban a desarrollarse en aquella época: la teoría cuántica de Planck y Einstein, según la cual la energía de un sistema no puede aumentar o disminuir de forma continua, sino a saltos muy pequeños o “cuantos de energía”.

 

El modelo nuclear propuesto por Bohr tenía las siguientes características:

    ü Los electrones sólo pueden describir ciertas órbitas circulares de forma estable. A cada una de esas órbitas le corresponde una cierta energía bien determinada.

   ü Mientras que un electrón gira en una órbita, no absorbe ni emite energía. Si el electrón absorbe suficiente energía (al excitar el átomo) salta a una órbita más externa, y sólo vuelve a una órbita permitida si emite la energía absorbida en forma de radiación electromagnética.

 

A pesar del éxito del modelo de Rutherford para explicar la dispersión de las partículas  al atravesar una lámina metálica, pronto surgieron problemas. Por una parte, el modelo resultaba inestable al aplicarle las leyes del electromagnetismo; por otra, no explicaba la formación de los espectros atómicos de emisión.

            En 1913, Niels Böhr desarrolló un nuevo modelo para el átomo de hidrógeno que permitiera explicar el espectro obtenido experimentalmente. Böhr aplicó la nueva teoría cuántica de Planck y partiendo del modelo planetario de Rutherford precisó:

1.      Sólo son posibles determinadas órbitas para el movimiento del electrón. Calculó para cada órbita el valor del radio y de la energía asociada, valores que dependían de un número cuántico n (≥ 1):

                  rn = cte·n2                   En = cte/n2

            Al sólo ser posibles determinados valores del radio y de la energía se dice que el átomo está  cuantizado.

Cuando se comunica energía al átomo el electrón salta a otra órbita de mayor energía (se dice que el átomo está excitado). Al cesar la excitación, el electrón vuelve a la órbita original emitiendo un fotón. Las diferentes posibilidades de saltos del electrón explica las distintas series de rayas que se observan en el espectro.

Ø Utiliza conceptos y principio de la física clásica y de la cuántica.
Ø Sólo explica los espectros de rayas de átomos con un solo electrón (H, He+ , etc.).

Sommerfeld, discípulo de Böhr, completa el modelo de éste, incorporando la idea de que las órbitas pueden ser circulares o elípticas debido a los subniveles energéticos (s, p, d y f).

 

 

 

 

 

 

 

ACTIVIDADES

 

 

A1. ¿Qué hechos invalidaron el modelo atómico de Rutherford?

     

A2. ¿Cuál de los enunciados siguientes, referentes al modelo de Bohr, no es cierto?

a)  Explica con éxito los espectros del átomo de hidrógeno

b) Afirma que la velocidad del electrón del átomo de hidrógeno tiene solamente ciertos valores discretos (permitidos)

c) Afirma que la distancia entre el núcleo y electrón del átomo de hidrógeno tiene solamente ciertos valores discretos (permitidos)

d) Cuando un electrón salta de una órbita a otra más alejada del núcleo absorbe energía

 

A3. ¿Qué quiere decir que el modelo atómico de Bohr está cuantizado?

 

A4. ¿Qué hechos no era capaz de explicar el modelo atómico de Bohr?