O modelo atômico de Bohr foi uma tentativa de aplicar as idéias de quantização de Planck e Einstein ao modelo nuclear de Rutherford. Com o referencial fixo no núcleo do átomo, o modelo está baseado nas seguintes hipóteses: Show
A primeira suposição não apresenta qualquer problema de aceitação e estipula, apesar das outras características estranhas do modelo, um comportamento newtoniano clássico usual para o elétron nas órbitas estacionárias. A segunda suposição não tem qualquer justificativa a não ser o sucesso do modelo. A terceira suposição aparece para evitar o dilema da emissão de radiação eletromagnética pelo elétron no seu movimento acelerado ao redor do núcleo, que levaria ao colapso do átomo. A quarta suposição é a mais estranha para a Física Clássica porque não especifica o mecanismo de passagem do elétron de uma órbita estacionária para outra. Vamos discutir os raios das órbitas possíveis para o elétron e as correspondentes energias dos estados estacionários do átomo. Consideremos um átomo com número atômico Z, formado por um núcleo com carga positiva Ze e um elétron com massa m e carga elétrica − e. Num referencial inercial fixo no núcleo, o elétron tem uma órbita circular. Igualando o módulo da força centrípeta ao módulo da força eletrostática que atua sobre o elétron, temos: mv2/R = Ze2/4πε0R2 em que v representa o módulo da velocidade do elétron e R, o raio da sua órbita. O módulo do momentum angular de um elétron de massa m, numa órbita circular de raio R ao redor do núcleo, é dado pela expressão: L = mvR. No modelo de Bohr, o módulo do momentum angular do elétron numa órbita estacionária deve ter valores múltiplos inteiros de h/2π. Portanto, podemos escrever, para a n-ésima órbita: mvnRn = (h/2π)n [n = 1, 2, 3, … ∞] O número inteiro n, que especifica a órbita ou o estado estacionário do átomo, é chamado de número quântico. Isolando v nesta expressão e substituindo na anterior, obtemos: Rn = (εoh2/mπZe2) n2 [n = 1, 2, 3, … ∞] Segundo o modelo de Bohr, as únicas órbitas possíveis para o elétron que gira ao redor do núcleo são aquelas com raios dados por essa expressão. A figura (a) representa as primeiras órbitas com os raios em escala. A figura (b) ilustra os processos de emissão e absorção de radiação eletromagnética pelo átomo. Por outro lado, como o referencial está fixo no núcleo atômico, ele tem velocidade nula. Desse modo, a energia cinética do átomo é a energia cinética do elétron. Se o elétron se move na n-ésima órbita: Kn = ½mvn2 = Ze2/8πεoRn Nesse contexto, é conveniente tomar a energia potencial atômica como sendo nula quando o elétron está a uma distância infinita do núcleo. Assim, a energia potencial do átomo, quando o elétron está na n-ésima órbita fica: Un = − Ze2/4πεoRn e levando em conta a expressão demonstrada acima para Rn, a energia total do átomo de um elétron, num referencial fixo no núcleo, quando o elétron está na n-ésima órbita, pode ser escrita: En = − [mZ2e4/8εo2h2](1/n2) [n = 1, 2, 3, … ∞] Segundo o modelo de Bohr, estas são as energias possíveis para o átomo, associadas às órbitas possíveis para o elétron que gira ao redor do núcleo. O modelo atômico de Bohr é um modelo semi-clássico porque envolve tanto conceitos da Física Clássica quanto conceitos da Física Quântica. Num modelo puramente quântico, não podemos falar em uma energia bem definida para cada órbita e também não podemos falar em órbitas para os elétrons ao redor do núcleo atômico.
Divulgue este conteúdo: https://ufsm.br/r-450-673 O Modelo Atômico de Bohr apresenta o aspecto de órbitas onde existem elétrons e, no seu centro, um pequeno núcleo. O físico dinamarquês Niels Henry David Bohr (1885-1962) deu continuidade ao trabalho desenvolvido com Rutherford. Ele preencheu a lacuna que existia na teoria atômica proposta por Rutherford. Por esse motivo, o átomo de Bohr pode também ser chamado de Modelo Atômico de Rutherford – Bohr. Niels havia conhecido Rutherford no laboratório da Universidade de Cambridge e foi levado por ele à Universidade de Manchester onde passaram a trabalhar em conjunto. Bohr conseguiu explicar como se comportava o átomo de hidrogênio, o que não era possível mediante a teoria atômica de Rutherford. Mas, embora tenha aperfeiçoado o modelo atômico de Rutherford, o modelo de Bohr ainda não é perfeito, uma vez que continuam havendo lacunas por explicar. Em 1913, Bohr promoveu experimentos que mostravam essas falhas e propunha um novo modelo. Se o modelo proposto de Rutherford estivesse correto, ao serem acelerados, os elétrons emitiriam ondas eletromagnéticas. Na sequência, essas partículas perderiam energia e consequentemente colidiriam com o núcleo atômico. O que acontece, na verdade, é que o elétron emite energia. Quanto maior a sua energia, mais afastado ele fica do núcleo do átomo. Saiba mais sobre os modelos atômicos e a evolução dos modelos atômicos. Postulados de BohrMediante o trabalho que desenvolveu, Bohr obteve quatro princípios:
O modelo de Bohr estava ligado à Mecânica Quântica. Assim, a partir da década de 20, Erwin Schrödinger, Louis de Broglie e Werner Heisenberg, especialmente, dão o seu contributo no que respeita ao modelo da estrutura atômica. Quer conhecer os outros modelos atômicos? Leia:
Teste seus conhecimentos sobre o tema em: exercícios sobre modelos atômicos. Licenciada em Ciências Biológicas (2010) e Mestre em Biotecnologia e Recursos Naturais pela Universidade do Estado do Amazonas/UEA (2015). Doutoranda em Biodiversidade e Biotecnologia pela UEA. O que difere o modelo atômico de Rutherford para o modelo atômico de Bohr?O modelo atômico de Rutherford-Bohr ficou assim conhecido porque Bohr manteve as principais características do modelo de Rutherford, porém acrescentou mais informações sobre os elétrons que ficavam ao redor do núcleo.
Qual a principal mudança que Bohr fez ao modelo de Rutherford?Assim, em 1913, ele propôs alguns postulados que alteraram a visão do modelo atômico de Rutherford. Basicamente ele mostrou que os elétrons movem-se ao redor do núcleo atômico em órbitas circulares que possuem uma energia bem definida e característica, sendo, portanto, um nível de energia ou camada eletrônica.
Quais são as características do modelo atômico de Rutherford e Bohr?O modelo atômico de Rutherford dizia que o átomo seria formado por um núcleo com partículas positivas (prótons) e partículas neutras (nêutrons), além de uma eletrosfera, que seria uma região vazia onde os elétrons ficariam girando ao redor do núcleo.
Quais as principais características do átomo de Bohr?O modelo atômico de Bohr, proposto em 1913 por Niels Bohr, apresenta os elétrons distribuídos em camadas ao redor de um núcleo. Semelhante à órbita de um planeta, mostra que os elétrons movem-se em sentidos circulares, mas que as órbitas possuem energias definidas.
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