El modelo atómico de Bohr muestra al átomo como un núcleo positivo pequeño rodeado por electrones en capas circulares alrededor del núcleo.
Con ayuda de la teoría cuántica de Plank, los espectros de luz de los elementos, y la teoría nuclear de Rutherford, Bohr logró en 1913 establecer un nuevo modelo atómico donde los electrones describían círculos alrededor del núcleo.
Este modelo sirvió para explicar los espectros de luz emitidos por los elementos y las regularidades de la tabla periódica. Además, con el modelo de Bohr se inició la era cuántica.
Características del modelo de Bohr
- Átomo formado por electrones y protones: al igual que el modelo de Rutherford, Bohr asume que el átomo está formado por protones positivos que se agrupan en el núcleo y electrones negativos que se mueven por fuera del núcleo.
- Órbitas circulares: los electrones describen órbitas circulares alrededor del núcleo. Hoy se sabe que los electrones no describen una órbita con una trayectoria definida.
- Diferentes niveles de energía: los electrones viajan en niveles predeterminados de energía.
- Electrones no están fijos a un nivel: los electrones pueden saltar de un nivel energético menor a uno mayor si se les proporciona energía.
- Los electrones liberan energía cuando bajan de nivel: cuando los electrones regresan a su nivel de energía estacionario, liberan luz.
Postulados del modelo atómico de Bohr
Los electrones se mueven a una cierta distancia del núcleo
Para Bohr, el movimiento circular del electrón tenía un radio de rotación específico, por lo que no podían existir electrones entre dos capas.
Los electrones se mueven de forma estable, es decir, sin liberar energía, en el estado estacionario. Cuando se les aplica una cantidad de energía exterior, esto es, los electrones son excitados, pueden saltar a un nivel de energía superior. Este es el estado excitado menos estable del electrón.
Los electrones siguen una trayectoria circular
Los electrones en estado estacionario se mueven en "niveles de energía" o "capas". Cada nivel de energía se denomina por letras, siendo el nivel más bajo la letra K, seguido de L, M, N, y así sucesivamente. Las capas pueden imaginarse como anillos de cebolla envolviendo al núcleo.
En este sentido, las capas más cercanas al núcleo poseen menos energía, También cada capa podía contener más de un electrón, por ejemplo: la capa K puede tener hasta dos electrones, la capa L, ocho, y así sucesivamente.
Los electrones emiten luz cuando cambian de nivel
Todos los elementos cuando se calientan emiten una luz de colores o frecuencias específicas, conocidas como espectro electromagnético.
Bohr pudo explicar este fenómeno de la siguiente forma:
Cuando un electrón salta de un nivel alto de energía a un nivel de menor energía, la diferencia energética se libera en forma de radiación electromagnética o luz. Así, la energía está relacionada a la frecuencia o color de la luz f por la relación de Max Planck h: Energia=hf.
Cómo Bohr llegó a su modelo de átomo
Niels Bohr nació en Copenhagen (Dinamarca) en 1885. En 1912 entró en el laboratorio de Ernest Rutherford con la tarea de descubrir la forma en que la estructura nuclear del átomo era estable.
El modelo atómico de Rutherford se basaba en un núcleo central rodeado de electrones, como en el sistema solar. Este modelo tan simple tenía un problema: un electrón girando alrededor del núcleo debía emitir una radiación electromagnética, con la consecuente pérdida de energía. Esto provocaría que el electrón cayera en el núcleo, provocando el colapso atómico.
Bohr propuso que los electrones estaban alejados a una distancia determinada del núcleo, girando en círculos. Cada círculo u órbita estaba provista de una cantidad predeterminada de energía. Si un electrón saltaba a una órbita de menor energía, este emitiría una radiación electromagnética.
El modelo más simple fue el hidrógeno, que consiste de un electrón y un protón. Calculando la energía que emite el hidrógeno cuando recibe una descarga, los valores experimentales se aproximaban a los valores calculados por Bohr.
Vea también Modelo atómico de Rutherford.
Fallas del modelo atómico de Bohr
Al principio el modelo de Bohr parecía prometedor. Se ajustaba perfectamente al átomo de hidrógeno. Pero cuando se trató de aplicar este modelo a otros átomos, no funcionó.
Los electrones no se mueven en órbitas circulares
Algunos trataron de ajustar el modelo a una órbita elíptica, sin éxito. Hoy en día se sabe que el electrón se comporta como una onda y una partícula, por lo que se habla mejor de una función de onda, un espacio alrededor del núcleo donde existe la probabilidad de encontrar el electrón.
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