Átomo De Bohr

El átomo de Bohr

A partir de las ideas de Planck sobre la cuantización de la radiación electromagnética quedaba claro que la física clásica había llegado a su límite de validez y que era necesario desarrollar una nueva teoría para las partículas más pequeñas de la naturaleza...

Niels Bohr aplicó con éxito la idea de cuantización a la estructura del átomo, logrando resolver (aunque de manera ad hoc) el grave problema de la estabilidad en el modelo de Rutherford y explicando el espectro atómico con mucha precisión. Para ello propuso que la energía de un electrón ligado a un núcleo atómico no puede ser cualquiera sino que sólo toma ciertos valores discretos, que en el llamado modelo de Bohr surgen a partir de exigir la cuantización del impulso angular en unidades de la constante de Planck. De esta forma existen ciertas órbitas estables, o niveles de energía, en las cuales el electrón no emite radiación electromagnética y por lo tanto no pierde energía como sucede en la descripción clásica. El espectro de luz observado en los diversos elementos se debe al decaimiento de un electrón a una órbita de menor energía, emitiendo un fotón con la diferencia de energía de ambos estados (Fotón). En ese caso la frecuencia de la luz es simplemente Fórmula. Así, el modelo de Bohr reproduce muy fielmente el espectro de radiación observado del átomo de Hidrógeno.

El átomo de Bohr

Uno de los conflictos en este modelo primitivo es que en principio es de esperar entonces que todos los electrones decaigan hacia el estado de menor energía (o fundamental) emitiendo luz, lo cual no se observa en la naturaleza (si así fuera todos los elementos serían inertes). Para resolver esto, y además comprender por completo el espectro de radiación atómico ante la presencia de campos magnéticos, era necesario postular la existencia de una nueva cantidad cuantizada a la que se le dio el nombre de spin. Este impulso angular intrínseco de las partículas, sin correlato clásico, en el caso del electrón puede tomar sólo los valores Spin up (spin up) o Spin down (spin down).

La solución al problema viene de la mano del spin a través del principio de exclusión postulado por Pauli. Este indica que dos electrones con los mismos números cuánticos no pueden ocupar el mismo estado o nivel orbital. De esta forma, por ejemplo, en el átomo de Hidrógeno sólo pueden convivir dos electrones en la primera órbita, cada uno con spin opuesto al otro. Por lo tanto no es posible el decaimiento de electrones desde niveles más altos hacia este, ya que una vez que un estado está completamente ocupado no hay “lugar libre” para otros electrones. Este poderoso argumento explica una buen parte de las propiedades químicas periódicas de los elementos.

El principio de exclusión es una propiedad que

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