Teoría de Bohr del átomo de hidrógeno

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Química general

Facultad de ciencias qumico-biologicas

Guzman Medina Jesús Manuel | Prof. Sergio Aarón Jiménez Lam  | 12/09/18

Teoría de Bohr del átomo de hidrógeno

Después de las investigaciones de Einstein, se comenzó el estudio de los espectros de emisión de los átomos, después de varias investigaciones se obtuvo que cada elemento o átomo tenía un espectro de emisión único.

En 1913, Niels Bohr dio a conocer una teoría para la explicación del espectro de emisión del hidrogeno, Bohr se dio cuenta que de acuerdo con las leyes de la física clásica que lo que se creía de que los electrones giraban alrededor del núcleo en orbitas circulares a altas velocidades, no era posible, ya que si esto era cierto, el electrón se movería hacia el núcleo al emitir energía y se destruiría junto con un protón. Para explicar por qué esto no sucede postulo que el electrón solo puede ocupar ciertas órbitas de energías específicas, es decir, que las energías del electrón están cuantizadas, de acuerdo a esto atribuyo que la emisión de radiación de un átomo de hidrogeno se debe a la caída del electrón de una órbita de energía superior a una inferior y a la emisión de un cuanto de energía en forma de luz Así demostró que las energías que tiene el electrón en el átomo de hidrógeno están dadas por  En=-RH[1/nˆ2]

De acuerdo a esto la energía del electrón aumenta y es más negativa cuando el electrón se acerca más al núcleo, el electrón alcanza su valor más negativo cuando n=1, que corresponde al estado energético más estable que se conoce como estado fundamental o nivel basal. La estabilidad del electrón disminuye cuanto más se aleja del núcleo ósea para n=2 y n=3 que se conoce como estado excitado o nivel excitado.

La naturaleza dual del electrón

Después de la teoría de Bohr, los científicos cuestionaban por que el electrón en el átomo de Bohr está circunscrito a girar en órbitas alrededor del núcleo a longitudes fijas. Hasta que en 1924 Louis de Broglie  resolvió este enigma, razonó que si las ondas luminosas se comportan como una corriente de partículas, quizá los electrones tuvieran propiedades ondulatorias, de acuerdo a esto un electrón enlazado al núcleo se comporta como una onda estacionaria, el argumento que utilizaba Broglie para decir esto era que si el electrón del átomo de hidrogeno se comporta como una onda fija, su longitud debería ajustarse exactamente a la circunferencia de la orbita

Con este razonamiento, de Broglie llegó a la conclusión de que las ondas se comportan como partículas, pero tienen propiedades ondulatorias, dedujo que las propiedades de partícula y de onda se relacionan por medio de la siguiente expresión  λ= h/mu , que nos dice que una partícula en movimiento se trata como si fuera una onda, y esta última puede mostrar las propiedades de una partícula.

Mecánica cuántica

Con el descubrimiento del comportamiento ondulatorio de los electrones surgió otro problema: ¿cómo se podía precisar la “posición” de una onda?. Para describir este problema Werner Heisenberg  formuló una teoría que ahora se conoce como principio de incertidumbre de Heisenberg, este principio dice que es imposible conocer con certeza el momento p (definido como la masa por la rapidez) y la posición de una partícula simultáneamente. Expresada matematicamente[pic 2]

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