O desenvolvimento da ciência de tempos em tempos tem influência na civilização humana. Uma delas é sobre o átomo, onde a teoria do átomo existe desde vários séculos aC e continua a ser estudada com vários experimentos por cientistas, a fim de produzir teorias que sejam úteis para a ciência no futuro.
Um dos cientistas que pesquisou o átomo é Niels Bohr, conhecido como teoria atômica de Bohr. O cientista dinamarquês apresentou o modelo de Bohr do átomo em 1913, descrevendo o átomo como um pequeno núcleo carregado positivamente rodeado por elétrons movendo-se em órbitas circulares. Onde, a órbita circular também envolve o núcleo.
O modelo de Bohr do átomo se assemelha ao do sistema solar, mas sua força gravitacional é substituída pela força eletrostática. A descoberta das propriedades duplas da radiação eletromagnética e experimentos mostrando a quantização de energia ajudaram Neil Bohr a criar um modelo do átomo que foi capaz de superar algumas das fraquezas do modelo de Ruherford. Existem 6 pontos principais da teoria atômica de Bohr, incluindo:
- Os elétrons do átomo de hidrogênio circulando em torno do núcleo em um caminho circular, mas têm uma energia definida chamada órbitas.
- A energia dos elétrons nessas órbitas é determinada pela distância dos elétrons ao núcleo atômico, quanto mais longe do núcleo atômico a energia dos elétrons é maior.
- Somente em órbitas com determinado nível de energia os elétrons podem envolver o núcleo, ou seja, o nível de energia quantizado.
- Os elétrons podem passar de um nível de energia inferior para um nível de energia superior se absorverem energia suficiente.
- Os elétrons podem se mover para um nível de energia superior para um nível de energia inferior, liberando uma certa energia.
- O nível de energia da trajetória do elétron é um múltiplo de um inteiro de 1 a infinito, que é chamado de número quântico.
(Leia também: Prós e Contras da Teoria Atômica de Rutherford)
Modelo de Bohr do átomo de hidrogênio
A teoria atômica de Bohr conseguiu explicar os espectros de átomos de hidrogênio e átomos com elétrons únicos, mas falhou em explicar os espectros de átomos com muitos elétrons. No modelo de Bohr para o átomo de hidrogênio, existem 6 pontos importantes a serem observados, a saber:
- O átomo de hidrogênio tem um estado estacionário que é numerado como n = 1,2,3 ,,,,, ao infinito. Onde n é conhecido como o número quântico principal.
- O raio do estado estacionário é dado pela fórmula: r n = n2a 0 ,, onde a 0 é conhecido como raio de Bohr e tem o valor 52,9 pm.
- A energia de um dado estado estacionário (órbita) em um átomo de hidrogênio é dada como: En = - R H (1 / n2) J por átomo, onde R H é chamado de Constante de Rydberg. = -2,18 x 10-18 J por átomo.
- A energia do elétron do estado estacionário (En) é sempre negativa para o átomo de hidrogênio.
- A teoria de Bohr para o átomo de hidrogênio também pode ser aplicada a íons como He +, Li 2+, Be 3+ que possuem apenas um elétron.
Benefícios e limitações
Como acontece com outras teorias atômicas, a teoria atômica de Bohr tem suas vantagens e desvantagens. Onde, para o benefício de, entre outros, o átomo é estável porque os elétrons não podem perder energia enquanto estão em uma determinada órbita, a teoria atômica de Bohr explica o espectro de linha do átomo de hidrogênio.
Quanto às limitações da teoria atômica de Bohr, entre outras; Esta teoria não pode explicar o espectro de linhas atômicas multi-elétrons, não pode explicar a separação de linhas espectrais na presença de um campo magnético (efeito Zeeman) ou um campo elétrico (efeito severo), não pode explicar a intensidade relativa das linhas espectrais.
