Model atòmic de Bohr: diferència entre les revisions
Contingut suprimit Contingut afegit
m Tipografia |
Ampliació |
||
Línia 1:
{{Editant|Antoni Salvà|maig de 2021}}[[Fitxer:Bohr atom model English.svg|miniatura|Model atòmic de Bohr]]
El '''model atòmic de Bohr''' és un model que representa, de manera gràfica, la matèria en la seva dimensió atòmica,<ref>[http://definicion.de/modelo-atomico/ Definición de modelo atómico], definicion.de {{es}} [consulta: 02-04-2014]</ref> proposat pel físic danès [[Niels Bohr]] l'any [[1913]].<ref>[http://www.quimitube.com/videos/el-modelo-atomico-de-bohr/ Estructura de la materia – El modelo atómico de Bohr] www.quimitube.com {{es}} [consulta:02-04-2014]</ref> El model de Bohr és una representació simple que recorda al model planetari de [[Copèrnic]]. Bohr va postular la idea que l'àtom és com un petit [[sistema solar]] amb un petit nucli al centre i un núvol d'electrons que hi donen voltes.<ref>[http://astrojem.com/teorias/modelobohr.html Modelo atómico según Niels Bohr], astrojem.com {{es}} [consulta:02-04-2014]</ref>
==
El físic britànic Ernest Rutherford, mitjançant estudis de dispersió de partícules α per làmines molt fines de metalls ([[experiment de Rutherford]]), arribà a la conclusió que tota la càrrega positiva de l'àtom i pràcticament tota la seva massa estaven concentrades en un volum molt petit al centre de l'àtom. És el que anomenà [[nucli atòmic]]. El model vigent aleshores era el model de Thomson, que no contemplava l'existència d'aquest nucli atòmic. Per aquesta raó el 1911, Rutherford proposà un nou model on els electrons giraven enrevoltant el nucli en òrbites circulars, atrets per la [[Llei de Coulomb|força de Coulomb]], o força electroestàtica. L'àtom se semblava a un sistema solar en miniatura on el lloc del Sol l'ocupava el nucli atòmic, els dels planetes els electrons i la força gravitatòria era substituïda per la força electroestàtica.<ref name=":0">{{Ref-publicació|article=Bohr's theory of the atom 1913–1923: A case study in the progress of scientific research programmes|url=http://dx.doi.org/10.1016/1355-2198(95)00018-6|publicació=Studies in History and Philosophy of Science Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics|data=1995-12-XX|issn=1355-2198|pàgines=307–323|volum=26|exemplar=3|doi=10.1016/1355-2198(95)00018-6|nom=Hinne|cognom=Hettema}}</ref>
Aquest model patia d'uns quants problemes. Un d'ells era que no permetia explicar els espectres atòmics. Cada àtom absorbeix, o emet, unes determinades freqüències de radiació electromagnètica, essent diferents per a cada element químic, i s'havia aconseguit relacionar totes les d'un mateix element químic amb una fórmula. La [[Sèries de Balmer|fórmula de Balmer]] per a l'espectre de l'hidrogen en la zona visible i la [[fórmula de Rydberg]], generalització de l'anterior per a tota mena de radiació electromagnètica. Tampoc podia justificar valors d'[[energia d'ionització]], l'energia que es precisa per extreure un electró d'un àtom. Per altra banda els electrons movent-se en òrbites de forma aleatòria assolirien posicions on la repulsió entre ells superaria l'atracció del nucli, convertint l'àtom en inestable mecànicament. Un altre problema que presentava el model de Rutherford era que, segons la [[teoria electromagnètica]] de Maxwell, una càrrega accelerada ha d'emetre radiació electromagnètica. Els electrons en òrbita tenen almanco una acceleració, l'acceleració centrípeta, que possibilita una trajectòria circular. Per tant un electró seguint una òrbita hauria de perdre energia i caure cap al nucli atòmic, cosa que no passa.<ref name=":0" />
== Idees sobre quantització ==
El 1910 el físic austríac [[Arthur Erich Haas]] (1884–1941) observà que si es dividia la constant de Planck ''h'' per l'energia d'un electró a la superfície de l'àtom, el resultat era del mateix ordre de magnitud que les freqüències de l'hidrogen. Establí que <math display="inline">hf = 2E/r</math> (on f és la freqüència de la radiació emesa com el moviment orbital de l'electró). Determinà que la freqüència orbital dels electrons era <math>f = E / 2 \pi r \sqrt{r m}</math> equiparant la força centrípeta amb l'atracció electroestàtica, i combinà aquest resultat amb la fórmula anterior per aconseguir una expressió de la constant de Planck en termes d'altres quantitats mesurables: <math display="inline">h = 2 E \pi \sqrt {r m}</math>.<ref name=":1">{{Ref-publicació|article=Early atomic models – from mechanical to quantum (1904–1913)|url=http://dx.doi.org/10.1140/epjh/e2012-30009-7|publicació=The European Physical Journal H|data=2012-10-24|issn=2102-6459|pàgines=1–38|volum=38|exemplar=1|doi=10.1140/epjh/e2012-30009-7|nom=C.|cognom=Baily}}</ref>
El matemàtic anglès [[John William Nicholson]] (1881–1955) descobrí una proporció d'energia i freqüència que, segons ell, també es podria expressar en termes del [[moment angular]] total dels electrons en la seva òrbita sobre el nucli.<ref name=":1" />
== Postulats de Bohr ==
| |||