Secundaria Modelo de Bohr

[john500]

Hola todos
estube leyendo que el problema del atomo de rutherford ed que los electrones caerian al nucleo debido a aue pierden energia y caen.
quiero saber como el atomo de Bohr resuelve este problema ?
y porque el atomo de bohr no sirve para atomos pesados?
muchas gracias

[oscarmuinhos]

Re: Modelo de Bohr

Inestabilidad del modelo atómico de Rutherford:
En el módelo atómico de Rutherford la carga positiva y la masa estarían concentrada en una porción muy pequeña en el centro del átomo (Núcleo). Los electrones estarían girando en torno a este núcleo obedeciendo a las mismas leyes que los planetas alrededor del sol. Pero los electrones son cargas negativas y toda carga en movimiento acelerado (una corrección por indicación de guibix) irradia energía; por lo tanto, el electrón en su movimiento alrededor del núcleo estaría perdiendo energía continuamente y al ir perdiendo energía tendría que ir reduciendo el radio de su órbita, con lo cual el electrón acabaría cayendo sobre el núcleo (en un intervalo muy pequeño de tiempo) y ya no habría núcleo de carga positiva con electrones girando a su alrededor (no habría átomo).

Como resuelve el modelo atómico de Bohr la inestabilidad del átomo de Rutherford?:
Pues proponiendo, como principio, que el electrón no puede moverse en cualquier órbita, sino solo en aquellas que cumplieran la siguiente condición: $m.v.r = n\frac{h}{2\pi }$ siendo n un número entero. Y añadiendo, a continuación, también como principio, que el electrón no pierde energía en su movimiento alrededor del núcleo, sino solo al pasar de una órbita a otra: el electrón solo puede perder energía al pasar desde una órbita superior a otra inferior y reciprocamente solo puede ganar energía al pasar de una órbita inferior a otra superior.
Y como, en su estado fundamental, el electrón estará siempre en la órbita de mínima energía, no podrá perder energía porque no tiene otra órbita más baja

Porque no vale el átomo de Bohr para átomos pesados?
El módelo atómico de Bohr fue un modelo inicialmente propuesto para el átomo de hidrógeno. En si mismo no es que no valga para átomos más pesados, pues en realidad funciona bien siempre que se trate de núcleos con un sólo electrón girando en torno al núcleo. Lo que sucede en átomos con más electrones es que habría que considerar no solo la fuerza de atracción del núcleo sobre cada electrón, sino también las fuerzas de repulsión mutua entre los electrones en movimiento en distintas órbitas. En estos átomos polielectrónicos el modelo de Bohr resulta demasiado complejo y poco útil. (A maiores del cambio conceptual que se impuso a partir del principio de dualidad onda-partícula y del principio de indeterminación que condujeron a un nuevo modelo atómico: modelo mecano-cuántico).
Era esto lo que buscabas?

[guibix]

Re: Modelo de Bohr

Pero los electrones son cargas negativas y toda carga en movimiento irradia energía

Las cargas irradian energía cuando cambian su movimiento (cuando aceleran) no por el solo hecho de moverse.

Salud.

[oscarmuinhos]

Re: Modelo de Bohr

muy correcta esa precisión.
Pero un movimiento circular (modelo de Bohr) o un movimiento eliptico (modelo de Bohr-Sonmerfeld) son acelerados por ser curvilineos. A eso me refería, aunque no haya utilizado esa precisión que tú muy acertadamente añades
Gracias

[guibix]

Re: Modelo de Bohr

Tu explicación es más que completa y queda claro que lo dominas. Solo que últimamente veo muchas confusiones entre velocidad y aceleraciones tangencial y normal. Debido a esto me he vuelto un poco tiquis miquis con especificar bien estos conceptos para no añadir nuevas posibles confusiones.

Saludos.

[john500]

Re: Modelo de Bohr

Pero en el atomo de bohr los electrones tambien giran en su orbital, entonces, porque no irradian energia?

[guibix]

Re: Modelo de Bohr

Pero en el átomo de bohr los electrones también giran en su orbital, entonces, porque no irradian energía?

En realidad no demuestra que los electrones no irradien al girar. Lo que hace el modelo de Bohr es asumir el hecho. Luego se desarrolla el modelo partiendo de aquí.

En su contexto histórico se sabía que los átomos tenían protones y electrones en movimiento. Se sabía que las cargas aceleradas producían radiación, pero no se observaba que en los átomos pasara igual. Lo que hizo Bohr es asumir que si la radiación de la materia tiene energías concretas (líneas en el espectro) y ésa energía no es cualquiera, será porque los electrones no pueden estar en cualquier órbita, sólo pueden "saltar" entre órbitas que tengan la misma diferencia de energía que la luz que se irradia. El porqué ocurre esto no se explica en el modelo de Bohr pero describe el como ocurre.

Saludos.

[Breogan]

Re: Modelo de Bohr

Hola:

Pero en el atomo de bohr los electrones tambien giran en su orbital, entonces, porque no irradian energia?

Te cuento un poco lo que me acuerdo de lo que me enseñaron en su momento, espero que correcto.

Cuando se desarrollo el modelo atómico de Rutheford se consideraba a las partículas subatomicas como partículas materiales que estaban sujetas a las leyes tanto de la mecánica como del EM, en este contexto dicho átomo no podía ser estable, ya que los electrones, analizados como partículas materiales, debían perder energía por radiación en su movimiento acelerado alrededor del núcleo.

Para resolver esto Bhor, tomando las ideas recientes de De Broglie, postulo que los electrones se comportaban en sus órbitas como si fueran ondas y no partículas, de tal forma de aprovechar dos características de las ondas, no emiten radiación y están afectadas por los fenómenos de interferencia.

La primera característica eliminaba el decaimiento de los electrones en órbita y el segundo daba un numero discreto de órbitas permitidas, solo estaban permitidas las órbitas que contenían un numero entero de longitudes de onda del electrón (una onda estacionaria). Luego, lógico para la época, trabajo con el momento lineal clásico de un electrón en órbita (como si fuera una partícula), y la longitud de onda de De Broglie (que es inversamente proporcional a dicha cantidad de movimiento) y con la condicion de obtener ondas estacionarias obtuvo los radios permitidos de las órbitas, que es lo que dijo oscar.

De esta forma resolvió el decaimiento de el átomo de Rutheford, la existencia de un numero discreto de órbitas permitidas, y la cuantizacion de los cambios de energía de los electrones orbitales, cuya evidencia fisica son las lineas de absorción del espectro de radiación.

Para atomos mas pesados que el H no me acuerdo, pero creo que lo dijo oscar es correcto. Otra cosa que no incluyo el modelo de Bohr era la existencia del spin (en realidad, a favor de Bohr, este se descubrió mas adelante por el desdoblamiento de las lineas de absorción ya mencionadas).

Aunque el spin, divulgativamente, se presenta como una rotación del electrón es un fenómeno cuántico que tampoco genera radiación.

Espero que te sirva, y te vuelvo a reiterar que esto es lo que me parece recordar

Suerte

[guibix]

Re: Modelo de Bohr

Para resolver esto Bhor, tomando las ideas recientes de De Broglie, postulo que los electrones se comportaban en sus órbitas como si fueran ondas y no partículas, de tal forma de aprovechar dos características de las ondas, no emiten radiación y están afectadas por los fenómenos de interferencia.

En el modelo de Bohr les electrones aún se consideran partículas y en él no se explica el porqué sucede la cuantización, solo lo postula como un hecho. Más adelante fue Schrödinger quien propuso un modelo atómico ondulatorio que explicaría la cuantización de las órbitas basándose en lo sugerido por De Broglie.

Tampoco estoy seguro, pero creo que más o menos ésa es la secuencia histórica. Lo que pasa es que cuando se estudian estos temas, no siempre se explica el proceso históricamente. A veces se mezclan cosas para ayudar a hacer llegar a los razonamientos correctos más rápidamente.

Salud.

[Breogan]

Re: Modelo de Bohr

Hola:

Indiscutible y fundamentado, se poco de ciencia, pero se menos de historia ja!. Un abrazo.

Suerte

[john500]

Re: Modelo de Bohr

Segun entiendo si se trata a los electrones como ondas, los lugares donde no puede estar el electron es decir entre dos orbitas, es donde la onda interfiere?
o es donde la onda es estacionaria?
Gracias

[guibix]

Re: Modelo de Bohr

Segun entiendo si se trata a los electrones como ondas, los lugares donde no puede estar el electron es decir entre dos orbitas, es donde la onda interfiere?
o es donde la onda es estacionaria?
Gracias

Las dos cosas. Una onda estacionaria es una onda que va y viene. Cuando se cruzan las ondas se crea una interferencia. Los nodos son las zonas de interferencias destructivas y las zonas de mayor amplitud son las zonas de interferencias constructivas.

Precisamente por eso si la onda no es de una longitud de onda múltiple entera de la longitud del espacio entre el que rebotan las ondas, entonces no se puede formar una onda estacionaria. Y por lo mismo se produce la cuantización.

[john500]

Re: Modelo de Bohr

Entonces entre dos orbitas, que es donde no puede estar el electron es donde su funcion de onda se elimina?

[guibix]

Re: Modelo de Bohr

Entonces entre dos orbitas, que es donde no puede estar el electron es donde su funcion de onda se elimina?

Exacto. El cuadrado de la función de onda da la probabilidad de encontrar al electrón. En las zonas de una onda en donde su amplitud es cero, la probabilidad de encontrar el electrón en dichas zonas es también cero.

[john500]

Re: Modelo de Bohr

Como que la amplitud de la onda es cero?
Me imagino que es como cuando un cardiograma marca 0 o dice que ya no hay ritmo cardiaco que se ve una linea recta. Es una analogia pero esta bien?