Models Atòmics: Rutherford, Bohr i Hibridació

Model Atòmic de Rutherford

• Els electrons giren en òrbites estacionàries.
• L'electró passaria per totes les òrbites i descriuria una espiral que tindria com a centre el nucli de l'àtom.
• No pot explicar l'ordenació dels elements químics en la taula periòdica perquè les propietats es repetien.

Model Atòmic de Bohr

• L'electró gira en òrbites estacionàries.
• L'electró es mou seguint òrbites circulars al voltant del nucli.
• L'energia de l'electró dins de l'àtom està quantitzada.
• Els nivells d'energia permesos són les òrbites que compleixen: nxh/2x(pi).
• Només s'absorbeix o s'emet energia quan un electró passa d'un nivell d'energia a un altre. Si és una ratlla negra, passa de l'1 al 2 i disminueix l'energia; si passa del 2 a l'1, augmenta l'energia i la ratlla és de color.

Limitacions del Model de Bohr

El model de Bohr no explicava per què l'energia estava quantitzada en les òrbites atòmiques ni per què es repetien algunes propietats dels elements. Resultats que no quadraven amb el model:

• En augmentar la resolució dels espectrògrafs, les línies dels espectres eren dues.
• En efectuar l'espectre al mateix temps que se sotmetia la substància a un intens camp magnètic, les línies espectrals es desdoblaven en diverses línies.

Hibridació d'Orbitals Atòmics

Teoria per a justificar la forma geomètrica de moltes molècules i obté resultats molt pròxims a les dades experimentals.

• Orbitals híbrids: equivalents entre si en forma i energia.
• Hibridació sp3: La hibridació d'un orbital s i tres p produeix 4 orbitals híbrids sp3 que estan dirigits cap al vèrtex d'un tetraedre regular i formen angles de 109.5º.
• Hibridació sp2: Quan es combinen un orbital s amb dos p, es formen 3 orbitals híbrids sp2 que estan situats en un mateix pla i formen angles de 120º (plana trigonal). 1 orbital sense hibridació.
• Hibridació sp: Els orbitals híbrids sp es formen per combinació d'un orbital s amb un p. Són lineals i formen un angle de 180º. 2 orbitals sense hibridar.

Els Números Quàntics

Els aspectes més característics d'aquest model queden reflectits en les teories següents:

• Dualitat ona-partícula: Un químic francès va dir que les partícules materials tenen propietats ondulatòries i que, per aquest motiu, tota partícula en moviment té associada una ona.
• Principi d'indeterminació: Heisenberg va establir que existeix un límit en la precisió amb què es poden determinar simultàniament la posició i la quantitat de moviment d'una partícula.

Aquest límit és tan petit que només s'observa a escala microscòpica.

Les equacions del model mecanocuàntic descriuen el comportament dels electrons dins l'àtom i recullen, d'una banda, el seu caràcter ondulatori i, de l'altra, la impossibilitat de predir-ne les trajectòries exactes.

Els orbitals es representen mitjançant superfícies imaginàries dins les quals la probabilitat de trobar l'electró amb una energia és molt gran.

(n: nivell d'energia, l: forma de l'orbital, ml: orientació orbital, s: 1/2 direcció del gir de l'electró)