Estructura Atómica

Niels Bohr (1885-1962), físico danés, trabajó con Rutherford
en la investigación de la estructura atómica. Aplicó la
Teoría Cuántica de Max Planck a la estructura del átomo.
Sus propuestas todavía explican, en buena medida, las
propiedades físicas y químicas de los elementos.
Algunos biógrafos comentan que Bohr nunca llegó a ser
el primero de su clase. Sin embargo, sus trabajos científicos
lemerecieron varios premios de gran prestigio, incluido
el Premio Nobel de Física en 1922 por su aporte sobre la
estructura de los átomos. Se dice que durante la ocupación
nazi a Dinamarca (1940), Bohr disolvió su medalla de oro
del Premio Nobel en agua regia para que las autoridades
alemanas no se la confiscaran. Además, en su bitácora
de laboratorio hizo notar: “el oro es muy poco reactivo y
muydifícil de disolver”. Después de la guerra recuperó el
oro y con él le fue rehecha la medalla. Algunos autores
mencionan que la medalla disuelta era la del químico
alemán Von Laue, quien se la confió para protegerla de
los nazis. Bohr ya había donado la suya. Otros autores
consideran que esta historia es un mito.

El mundo de la química

Capítulo II: De lo macro a lo micro

Representaciones
del átomoLos modelos atómicos de Rutherford y Bohr representaban
al átomo como un diminuto sistema solar, con el núcleo
en el lugar del Sol y los electrones en vez de los planetas.
La diferencia estribaba en que en el modelo de Rutherford
los electrones podían estar a cualquier distancia del núcleo
(como el presentado), mientras que en el de Bohr cada
electrón podía estar sólo a ciertas distanciasdeterminadas
del núcleo, girando a su alrededor con velocidad constante
en órbitas circulares.

Fascículo 4

Representaciones del átomo
En 1916, Arnold Sommerfeld (en la fotografía) añadió órbitas
elípticas a las órbitas circulares. En éstas, al acercarse el
electrón al núcleo, para no ser capturado debía moverse
más rápidamente. Al hacerlo, de acuerdo con los trabajos
de Einstein, su masa aumentaríamodificando su trayectoria.
Las modificaciones de Sommerfeld trataban de salvar el
modelo de Bohr de su incapacidad para explicar los
espectros de los elementos.
Hoy en día, el concepto de órbita desapareció, pero la
gran contribución de Sommerfeld consiste en haber
incorporado la relatividad de Einstein a la concepción del
modelo atómico, al igual que unos pocos años antes Bohr
había incorporado lateoría cuántica de Planck.

En el sistema solar, el Sol y los
planetas se mantienen atraídos
por fuerzas gravitatorias, mientras
que en el átomo, el núcleo y los
electrones se mantienen unidos
por fuerzas eléctricas debido a
sus cargas de signo contrario.

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En el átomo también existen las fuerzas gravitatorias, pero
son muchísimo más pequeñas que las eléctricas. Las
fuerzas gravitatorias siempreson atracciones. En las
eléctricas hay atracciones entre cargas de signo diferente
(núcleo y electrones) y repulsiones entre cargas iguales
(entre un electrón y otro electrón).
La fuerza de atracción gravitatoria entre dos protones
separados por una distancia igual a 1 x 10-11 m (el tamaño
del núcleo) es de 1,9 x 10-38 N (Newton), mientras que, a
la misma distancia, la de repulsión electrostáticaes de
2,3 x 10-2 N. Como puedes ver, la fuerza electrostática
que se ejerce entre las mismas partículas es muchísimo
mayor que la gravitatoria, de tal forma que esta última se
desprecia al estudiar el micromundo.
Werner Heisenberg (derecha) y Erwin Schrödinger (izquierda) con el rey
de Suecia en la ceremonia del Premio Nobel de 1933. (Fotografía cortesía:
Max-Planck-Institut, Archivo visual deEmilio Segrè).
Fuente: physicsweb.org/box/ world/14/12/8/pw1412085

El adiós a las órbitas planas y la bienvenida a los orbitales
A partir de 1926, a la luz de los trabajos de Werner Heisenberg, Louis de Broglie, Erwin Schrödinger, Max Born y
Paul Dirac, los electrones dejaron de concebirse como partículas girando en órbitas planas a una distancia fija del
núcleo. El concepto de órbita fue...