Historia del átomo Modelo atómico de Bohr

Niels Bohr propuso sus postulados con base en un modelo del átomo de hidrógeno. En este modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo; los electrones ocupan la órbita de menor energía posible, o sea la órbita más cercana posible al núcleo. Estas órbitas determinan diferentes niveles de energía. El electrón puede acceder a un nivel de energía superior, para lo cual necesita "absorber" energía. Para volver a su nivel de energía original es necesario que el electrón emita la misma energía absorbida.

Seguramente alguna vez se te ha caído un poco de sal de mesa sobre la hornilla de tu estufa y has visto que cambia de color a un amarillo intenso y ¿Te has preguntado por qué? Lo que ocurre para que haya este cambio de color en la flama es que los electrones de sodio absorben energía cuando la sal de mesa cae sobre la flama de la hornilla.

Por ello pasan a niveles de energía más altos. Sin embargo, no pueden permanecer en esa posición, ya que es un estado muy inestable, así que inmediatamente regresan a su estado original, emitiendo la misma cantidad de energía que absorbieron en forma de luz a una longitud de onda determinada. Y lo que vemos nosotros es ese color amarrillo intenso.

Bohr describió el átomo de hidrógeno con un protón en el núcleo, y girando a su alrededor, un electrón. Para explicar su modelo atómico presentó los siguientes postulados.

1.

El electrón del átomo de hidrógeno puede existir solamente en ciertas órbitas esféricas, las cuales se llaman niveles o capas de energía. Estos niveles de energía se hallan dispuestos concéntricamente alrededor del núcleo. Cada nivel se designa con una letra (K, L, M, N, ...) o un valor de n (1, 2, 3, 4, ...).
2.

El eléctron posee una energía definida y característica de la órbita en la cual se mueve (estado estacionario). Un electrón de la capa K (más cercana al núcleo) posee la energía más baja posible. Con el aumento de la distancia del núcleo, el radio del nivel y la energía del electrón en el nivel aumentan. El electrón no puede tener una energía que lo coloque entre los niveles permitidos.
3.
Un eléctron en la capa más cercana al núcleo (Capa K) tiene la energía más baja o se encuentra en estado basal. Cuando los átomos se calientan, absorben energía y pasan a niveles exteriores, los cuales son estados energéticos superiores. Se dice, entonces, que los átomos están excitados. Este estado es muy inestable.
4.
Cuando un electrón regresa a un nivel inferior emite una cantidad definida de energía en forma de un cuanto de luz. El cuanto de luz tiene una longitud de onda y una frecuencia característica y produce una línea espectral característica.
5.
La energía sólo puede variar por saltos sucesivos. Cada salto corresponde a una transición de un estado a otro. En cada salto el átomo emite luz de frecuencia bien definida.

De acuerdo al modelo de Bohr, se puede entender a los átomos como un sistema solar en miniatura. Por supuesto, hay una gran diferencia, el tamaño de un átomo es alrededor de la cienmillonésima parte de un centímetro, mientras que la órbita de Plutón está a una distancia de unos seis mil millones de kilómetros del Sol.

El modelo de Bohr funcionaba muy bien para el átomo de hidrógeno. Sin embargo, en los espectros realizados para otros átomos se observaba que electrones de un mismo nivel energético tenían distinta energía, lo cual no coincidía con los postulados de este científico. Además, como sabes, la ciencia busca regularidades y las teorías que mejor explican un mayor número de casos (o la totalidad) son las que cobran fuerza porque se asume que la Naturaleza actúa conforme a leyes generales. La conclusión de Bohr fue que dentro de un mismo nivel energético existían subniveles, es decir, que en un mismo nivel de energía había diferente cantidad de energía y que en estos subniveles se podían acomodar los electrones.

En 1916, Arnold Sommerfeld modifica el modelo atómico de Bohr, en el cual los electrones sólo giraban en órbitas circulares, al decir que también podían girar en órbitas elípticas. Todavía Chadwick no había descubierto los neutrones, y por eso en el núcleo sólo se representan, en rojo, los protones. Si bien este modelo se ha perfeccionado con el tiempo, ha servido de base a la moderna física nuclear y propuso una teoría para describir la estructura atómica del hidrógeno.

Historia del átomo Modelo atómico de Bohr

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