átomo de hidrógeno de borh



MODELO DEL ÁTOMO DE HIDRÓGENO DE BOHR. ESPECTRO DE EMISIÓN-ABSORCIÓN DEL ÁTOMO DE HIDRÓGENO.


Hacia finales del siglo XIX se hizo evidente la necesidad de implementar una nueva teoría para describir el comportamiento de la materia, pues; las ideas clásicas, que en ese entonces se utilizaban para explicar todos los fenómenos, no funcionaban a nivel atómico. Debido a esto, seincrementaron los estudios sobre la estructura de los átomos y uno de los aportes más importantes, resultado de estas investigaciones, fue el modelo del átomo de Bohr, un modelo que a pesar de utilizar la mecánica clásica para explicar varios aspectosfue fundamental en el desarrollo de la mecánica cuántica y la ciencia moderna.

ANTECEDENTES

Para el estudio de la estructura del átomo Niels Bohr, en1913, plantea un modelo en base a tres aspectos:

Espectros atómicos:

En 1860, Robert Wilhelm Bunsen y Gustav Robert Kirchhoff inventaron el espectroscopio, un dispositivo que utilizaba un prisma para descomponer la luz blanca en sus colores; y luego, éstos se hacían pasar por una muestra química la cual absorbía sólo ciertas longitudes de onda. Cuando se analizaban los espectrogramas seencontró que:un cuerpo sólido caliente podía emitir y absorber todo tipo de radiación; es decir, tenía espectros de emisión y absorción continuos; los gases,cuando eranexcitados, daban series de líneas y cada elemento tenía si propio espectro característico ya fuera de emisión (si la muestra emitía radiación) o de absorción (si pasaba luz a través de una muestra gaseosa del elemento).Luego de varios estudios Kirchhoff concluyó que los gases absorbían luz de longitudes de onda idénticas a algunas de las que emitía después de ser excitados, como se muestra en la figura N°2.

Desde 1880 se realizaron numerosos estudios sobre los espectros atómicos con el fin de explicar la forma discontinua en la que los gases absorbían o emitían radiación y uno de los espectrosmasestudiados fue el del átomo de hidrógeno, pues; éste era el sencillo que se conocía. Fue así como en 1885 el matemático Johann Jacob Balmer halló una relación empírica para las longitudes de onda de las líneas brillantes del espectro visible de emisión de hidrogeno, la cual fue:

donde es la longitud de onda de la luz, n es un número entero mayor que 2 y R es una constante que está determinada por lalongitud de onda de las líneas. Así mismo, cientificos como Lyman, Brackett, Paschen, entre otros; analizaron otras regiones del espectro del hidrógeno y descubrieron otras series de líneas las cuales fueron generalizadas, en 1890, por Johannes Robert Rydberg en la fórmula empírica


donde y son enteros, siendo mayor que , es la constante de Rydberg, la cual es igual a 109737,315 , y esel número de onda, el cual indica el número de ondas de luz por centímetro.















Cuantización de la energía:

El físico Max Planck en el año 1900, con el estudio de la radiación del cuerpo negro, considero que la luz interactuaba con oscilaciones eléctricas en la materia y que la energía de esas oscilaciones era proporcional a su frecuencia


donde es la constantede Planck y es igual a J.s. Planck denominó a esta cantidad de energía un cuanto de energía.

En 1905, Albert Einstein explicó el efecto fotoeléctrico al aplicar el concepto de la cuantización de la energía de Planck a la radiación electromagnética y propuso que la luz, además de sus propiedades ondulatorias, podía estar constituida de entes corpusculares o cuantos (teniendo cada cuanto unaenergía ). Posteriormente estos entes se denominaron fotones. Es así, como la energía en un haz de luz es la suma de las energías de los fotones individuales y por tanto, está cuantizada.

Modelo atómico de Rutherford:

A principios del siglo XX se sabía de la existencia de los protones y electrones como constituyentes de la materia pero no se había señalado realmente cómo éstos se encontraban...