¿Cuál es el modelo atómico de Bohr?

El modelo de Bohr no es simplemente una interpretación cuántica del modelo atómico de Rutherford, sino que fue un gran avance en nuestro conocimiento, ya que los principios de la física cuántica se aplicaron primero a un sistema mecánico. Antes del modelo de Bohr, estos principios se aplicaban solo a la radiación. El modelo de Bohr se basa en dos postulados: 1. fuera del número infinito de órbitas clásicamente permitido, solo se permiten aquellas órbitas en las que el momento angular es múltiplo integral de (nh / 2pi). Aquí, n es un número entero = 1,2,3, 4, ——————. N es un número cuántico.: 2. Cuando el electrón hace la transición de una órbita con energía Ei a la órbita con energíaEf, la diferencia Ef -Ei = h (nu), donde (nu) es la frecuencia de radiación emitida o (absorbida). La fuerza centrípeta necesaria para el movimiento circular es proporcionada por la fuerza electrostática ejercida por el núcleo (aquí protón). mv ^ 2 / r = ke ^ 2 / r ^ 2. La ecuación para la cuantización es: mvr = nh / 2pi. Usando estas dos ecuaciones, eliminamos v y obtenemos una expresión para r. Luego, energía total, E = 1 / 2mv ^ 2-ke ^ 2 / r. Luego, encontrar mv ^ 2 desde la primera ecuación y sustituirla en la ecuación de energía. , obtenemos energía = -1 / 2ke ^ 2 / r. Ahora, previamente obtuvimos la fórmula para r en esta ecuación para la energía que da la expresión final para la energía del electrón en órbita de n = n. Un punto importante que debe entenderse es el siguiente: en general, en la teoría física, continuamos reteniendo cantidades físicamente medibles e intentamos eliminar cantidades no medibles. Es por eso que en la derivación anterior eliminamos primero vy luego r para obtener la fórmula energética en términos de carga, masa de electrones y constante de Planck junto con el número cuántico n.

Bohr:

  • aceptó el modelo de núcleo de Rutherford del átomo y la teoría cuántica de Planck.
  • propuso un modelo atómico para explicar los espectros emitidos por los átomos de hidrógeno.
  • Llamado modelo planetario del átomo .
  • Basado en cuatro postulados.

Postulados:

  • CONCEPTO NUCLEAR:
    Un átomo consiste en un núcleo central pequeño y masivo, llamado núcleo, alrededor del cual giran los electrones planetarios. La fuerza centrípeta requerida para su revolución alrededor del núcleo del átomo es proporcionada por la fuerza de atracción electrostática entre el núcleo y el electrón.

  • CONDICIÓN CUÁNTICA:
    De todas las posibles órbitas circulares permitidas por la teoría clásica, los electrones solo pueden girar en aquellas órbitas en las que el momento angular del electrón es un múltiplo integral de h / 2pi. Esta es la famosa condición cuántica de Bohr.

  • ÓRBITAS ESTACIONARIAS:
    Un electrón no irradia energía, mientras gira en órbitas permitidas. Estas órbitas permisibles, no radiantes, se denominan órbitas estacionarias.
  • CONDICIÓN DE FRECUENCIA:
    Un electrón puede absorber o emitir radiación en forma de fotones de energía discreta solo cuando salta de una órbita de energía más baja a una órbita de energía más alta o de una órbita de energía más alta a una órbita de energía más baja, respectivamente. Esta es la famosa condición de frecuencia de Bohr.

Bohr creía que había un núcleo en el centro del átomo. Esa idea fue discutida entre la ciencia convencional hasta que fue probada por una prueba que golpeó el núcleo con rayos alfa que se recuperaron. Fue llamado el Modelo Rutherford-Bohr y resistió las pruebas en sistemas pequeños, pero fue reemplazado por el Modelo Valence Shell. El electrón es lo que lo sorprendió. Usando sus ecuaciones, mostró que nunca se puede saber tanto el movimiento como la posición de una partícula. Él creía que podría ser tanto una onda como una partícula, una idea que todavía se usa hoy en día usando las funciones de onda para calcular. Para comprender más acerca de esa idea, necesita obtener más información sobre un experimento llamado experimento de doble rendija. Jim Al-KJim tiene un documental muy bien hecho sobre el átomo, el viaje de Boh, y describe el viaje del átomo desde una idea ridícula hasta el átomo que conocemos hoy. Atom – Guía de episodios – BBC Four

El modelo de Bohr es un modelo teórico que se utilizó para explicar la mecánica de los electrones que “orbitan” un núcleo atómico.

Este modelo acertó algunas cosas y puede usarse para predecir algunas de las características de un átomo, pero fue defectuoso porque se basó en el mismo tipo de modelo que los planetas en órbita, que la mecánica cuántica nos dice que no es cómo funcionan los átomos.

Un gran éxito de este modelo es que utilizó los niveles de energía entre estas diferentes órbitas para explicar la diferencia de energía que podría dar lugar a fotones con una energía específica.

Si bien es preciso en algunos aspectos, este modelo no puede reproducir todas las complejidades de la mecánica cuántica. Una falla importante es que el modelo de Bohr afirma que el electrón del estado fundamental (nivel de energía más bajo) tiene un momento angular distinto de cero. En la verdadera teoría cuántica, el estado fundamental tiene un momento angular cero (así es como funciona realmente).

Entonces, en el modelo de Bohr, el momento angular cero es equivalente a decir que el electrón está quieto a cierta distancia del núcleo, sin moverse y sin caer hacia el núcleo. La realidad física de este tipo de conjeturas se desmorona rápidamente y el modelo de Bohr se convierte en una explicación obsoleta.

Solo destaqué una de las fallas del modelo de Bohr, pero para resumir: modelo de Bohr = los electrones orbitan alrededor de un núcleo como planetas alrededor del sol. Es un predictor preciso de los niveles de energía atómica en átomos simples, pero no mucho más .

Consulte en Wikipedia el modelo de Bohr del átomo y la derivación de los espectros atómicos. Aquí hay una reflexión adicional sobre la línea que Bohr estaba pensando en ese momento y el tipo y tamaño del logro de Bohr:

Una obra anterior de él, el teorema de Bohr-van Leuwen demuestra que el ferromagnetismo no puede explicarse por ninguna teoría mecánica o electromagnética clásica. Este resultado también implica que no puede haber un modelo atómico clásico.

Por lo tanto, se sintió libre de introducir un “postulado” que no puede derivarse de lo que se consideró fundamental en su época: la física clásica.

La fórmula de radiación del cuerpo negro de Planck ya proporcionó un precedente para esto. La energía cuántica de Planck es también un postulado que no puede derivarse de la física clásica.

Por lo tanto, parecía natural usar la constante de Planck en su postulado, ya que era el primer y único objeto genérico de ‘Nueva Física’ conocido en ese momento.

Se requería más coraje que cualquier otra cosa.

En física atómica, el modelo de Rutherford-Bohr o modelo de Bohr , introducido por Niels Bohr en 1913, representa el átomo como un pequeño núcleo cargado positivamente rodeado de electrones que viajan en órbitas circulares alrededor del núcleo, de estructura similar al sistema solar, pero con la atracción proporcionada por las fuerzas electrostáticas en lugar de la gravedad.

Después del modelo cúbico (1902), el modelo de pudín de ciruela (1904), el modelo de Saturno (1904) y el modelo de Rutherford (1911) llegaron el modelo de Rutherford-Bohr o simplemente el modelo de Bohr para abreviar (1913). La mejora del modelo de Rutherford es principalmente una interpretación física cuántica del mismo. El modelo de Bohr ha sido reemplazado, pero la teoría cuántica sigue siendo sólida.

El modelo de átomo de Bohr explica como un ejemplo:

SANDÍA

EL SOPORTE DE LA SANDÍA ES UN ÁTOMO Y LA PARTE ROJA EN EL INTERIOR ES NÚCLEO Y LAS SEMILLAS NEGRAS SON ELECTRONES QUE GIRAN ALREDEDOR DEL NÚCLEO.

Un átomo consiste en electrones, núcleos y neutrones.

El núcleo consiste en protones y neutrones.

Los electrones giran en torno al núcleo.

Hay atracción entre los electrones y el núcleo, pero ambos son estables debido a la radiación de energía, por lo que el átomo es estable.

Básicamente, el modelo de Bohr se basa en tres postulados. (De acuerdo con mi conocimiento de física de 12º grado. Si usted es un físico profesional, corríjame). Esto es solo para átomos de hidrógeno y átomos similares al hidrógeno (monoelectrónicos, ionizados en consecuencia)

  1. Un electrón puede girar alrededor del núcleo en órbitas discretas especiales / estados de energía / niveles de energía. El electrón no irradia energía mientras gira en tales órbitas.
  2. El electrón solo puede girar en órbitas en las que su momento angular sobre el núcleo es un múltiplo integral de [matemáticas] \ frac {h} {2 \ pi} [/ matemáticas]. Esto se llama condición de cuantificación de Bohr.
  3. Cuando un electrón se excita de un estado de energía más bajo a un estado de energía más alto, salta de nuevo a un estado de energía más bajo, emitiendo un fotón de energía igual a la diferencia de energías entre los dos niveles.

El primer postulado explica la estabilidad del átomo. El problema con el modelo de Rutherford era que el electrón giratorio perdería energía continuamente y caería en el núcleo. Aquí eso no sucede ya que el electrón en un estado de energía estable no irradiará energía.

El modelo atómico de Bhor revolucionó la física atómica. Según el modelo atómico de Bhor:

  1. Puede haber ‘n’ número de órbitas en un átomo, pero los electrones ocupan solo cierto número de órbitas y estas órbitas son estables y se denominan ÓRBITAS ESTACIONARIAS. Los electrones que giran en estas órbitas no irradiarán energía.
  2. Cada órbita tiene ciertos niveles de energía.
  3. cuando un electrón salta de una órbita más baja a una más alta, absorbe energía o cuando salta de una órbita más alta a más baja, libera energía a una cierta frecuencia ‘v’ determinada por la diferencia de energía de las órbitas.

E2 – E1 = hv donde ‘h’ es la constante de la tabla.

como referencia, puede ver el video: (este no es mi video publicado para una mejor comprensión).

Según Wiki, “Teoría atómica de Bohr En 1913, Niels Bohr propuso una teoría para el átomo de hidrógeno basada en la teoría cuántica de que la energía se transfiere solo en ciertas cantidades bien definidas. Los electrones deben moverse alrededor del núcleo pero solo en órbitas prescritas. Al saltar de una órbita a otra con menor energía, se emite una luz cuántica “.

El modelo es relativamente primitivo y se ha modificado, agregado y corregido a lo largo de los años.

El modelo de Bohr muestra que los electrones en los átomos están en órbitas de energía diferente alrededor del núcleo.

Bohr usó el término niveles de energía para describir estas órbitas de energía diferente. Dijo que la energía de un electrón se cuantifica , lo que significa que los electrones pueden tener un nivel de energía u otro, pero nada en el medio.

El nivel de energía que normalmente ocupa un electrón se llama estado fundamental . Pero puede moverse a un nivel de energía más alto, menos estable, o caparazón, al absorber energía. Este estado de mayor energía y menos estable se llama estado excitado del electrón.

Una vez que termina de excitarse, el electrón puede volver a su estado fundamental original al liberar la energía que ha absorbido.

A veces, la energía liberada por los electrones ocupa la porción del espectro electromagnético que los humanos detectan como luz visible. Pequeñas variaciones en la cantidad de energía se ven como luz de diferentes colores.

Asumió que la energía de los electrones es constante cuando están en ciertas órbitas permitidas. Y para obtener más información, le sugiero que lea en línea Comprar libro de física cuántica de átomos, moléculas, sólidos, núcleos y partículas a precios bajos en la India.

Modelo atómico de Bohr

Para explicar la estabilidad de un átomo, Neils Bohr dio una nueva disposición de electrones en el átomo en 1913.

Según Neils Bohr, los electrones podrían girar alrededor del núcleo en solo ‘ciertas órbitas’ (niveles de energía), cada órbita tiene un radio diferente. Cuando un electrón gira en una órbita particular o en un nivel de energía particular alrededor del núcleo, el electrón hace no irradie energía (pierda energía) aunque haya acelerado el movimiento alrededor del núcleo.

Una teoría de la estructura atómica en la que se supone que el átomo de hidrógeno (átomo de Bohr) consiste en un protón como núcleo, con un solo electrón moviéndose en distintas órbitas circulares a su alrededor, cada órbita correspondiente a un estado de energía cuantificado específico: la teoría se extendió a otros átomos.

Bohr, el tipo realmente generoso. El modelo atómico de Bohr para el hidrgon es conocido mundialmente, pero aquí estoy compartiendo la parte principal de su hipótesis de que se mueve alrededor del núcleo en la forma integral de su momento angular al orbital, lo que significa que el momento angular y el número orbital han sido entero.

Propuso esta hipótesis teniendo en cuenta la formación de ondas estacionarias.

Aquí hay un par de enlaces sobre el modelo atómico de Bohr. Hay muchos detalles. Solo toma lo que necesitas de ellos:

https://en.wikipedia.org/wiki/Bo

https://users.physics.ox.ac.uk/~…

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