Modelo Atómico de Bohr: Postulados y Transiciones del Electrón

Modelo Atómico de Bohr: Una Mirada al Átomo de Hidrógeno

El modelo atómico de Bohr se basa en el átomo de hidrógeno para explicar la estructura atómica. Este modelo describe un protón en el núcleo y un electrón girando a su alrededor.

En este modelo, el electrón se mueve en órbitas circulares alrededor del núcleo, ocupando la órbita de menor energía posible, es decir, la más cercana al núcleo.

Postulados del Modelo Atómico de Bohr

Niels Bohr propuso que la teoría electromagnética clásica no es aplicable a escala atómica y que "los electrones obedecen a una mecánica diferente de la de Newton".

Bohr combinó la idea del átomo nuclear con la Teoría Cuántica de Planck y Einstein, estableciendo los siguientes postulados:

Primer Postulado de Bohr

"El electrón gira alrededor del núcleo en órbitas circulares sin emitir energía". El electrón tiene ciertos estados definidos de movimiento que le son permitidos, teniendo en cada uno de ellos una energía fija y definida.

Cuando un electrón está en uno de esos estados, no irradia energía, pero para cambiar de estado debe absorber o emitir energía.

Segundo Postulado de Bohr

"Sólo son posibles aquellas órbitas en las cuales el electrón tiene un momento angular que es múltiplo entero de h/(2·π)". El electrón sólo puede tener órbitas cuyos radios estén dados por: mvr= n (h/2π).

El electrón no puede estar a cualquier distancia del núcleo, sino que sólo hay unas pocas órbitas posibles, las cuales vienen definidas por los valores permitidos para un parámetro que se denomina número cuántico principal, n.

Tercer Postulado de Bohr

"La energía liberada por el electrón al caer desde una órbita a otra de menor energía se emite en forma de fotón, cuya frecuencia está dada por la Ecuación de Planck: E = nhf".

Niveles de Energía en el Átomo de Bohr

• Cada órbita tiene una energía fija: Estado Estacionario.
• Para que el electrón pueda pasar de una órbita a otra, debe intercambiar energía con el entorno mediante un fotón de luz:
  • Si absorbe suficiente energía, pasa a una órbita de mayor radio.
  • Si emite cierta cantidad de energía, pasa a una órbita de menor radio.

Si el electrón recibe energía suficiente, puede llegar a escaparse de la ligadura con el núcleo, lo que se conoce como átomo ionizado.

La Teoría de Bohr y la Energía

• Por convención, cuando el electrón está infinitamente lejos del núcleo, se dice que está en el cero de energía.
• Si un electrón libre es atraído por el núcleo y confinado en una órbita n, la energía del electrón se hace negativa y su valor desciende.

Estados Fundamental y Excitado

Normalmente, el electrón en un átomo de hidrógeno se encuentra en la órbita más próxima al núcleo (n=1), lo que se denomina estado fundamental.

Cuando el electrón adquiere un cuanto de energía, pasa a un nivel más alto (n=2, 3, ...), lo que se conoce como estado excitado.

En el estado excitado, el átomo no es estable, y cuando el electrón regresa a un estado más bajo de energía, emite una cantidad determinada de energía, que es la diferencia de energía entre los dos niveles.

Transición del Electrón

Si un electrón cambia de nivel electrónico, entonces hay una transición radiativa y emite un fotón de frecuencia f.