quarta-feira, 3 de dezembro de 2014

Niels Bohr e a idéia do modelo atômico.

Por: Marcos Diego Lopes


Figura 1: Niels Bohr.
 Fonte: 
www.physics.umd.edu
Niels Henrik David Bohr, filho de Christian Bohr, e de Ellen Adler, nasceu a 7 de Outubro de 1885 em Copenhague, Dinamarca. 

Criado em um ambiente favorável para o seu desenvolvimento intelectual, pois seu pai, que era professor de fisiologia na Universidade de Copenhague, desde cedo o incentivou a estudar física e matemática e proporcionou-lhe o acesso à leitura e à cultura. 

Bohr entrou para a Universidade de Copenhague, onde foi influenciado pelo Professor Christiansen, um físico bastante reconhecido e prestigiado na época. Com 21 anos ele se tornava mestre em física e com 26 anos obteve o grau de doutor com a tese "Studies on the electron theory of metals"(a teoria do elétron de metais).

Estudando essa teoria que ele começou a elaborar e relacionar com a teoria de Max Planck, a energia como minúscula partícula (ou quanta). Em 1912, foi trabalhar com J.J. Thompson (que desenvolveu o modelo atômico pudim de passas). Logo após foi apresentado a Ernest Rutherford (modelo atômico de Rutherford ou modelo atômico planetário).

A partir da influência desse três grandes cientistas, que ele desenvolveu a Teoria do seu Modelo atômico que lhe rendeu um prêmio Nobel (1922).

O modelo Atômico de Bohr mostra o átomo como um pequeno núcleo, carregado positivamente cercado por elétrons em sua órbita.


Figura 2: representação de um átomo que ilustra modelo atômico de Niels Bohr, que um átomo é um pequeno núcleo, carregado positivamente cercado por elétrons em órbita.  Fonte: http://www.notapositiva.com


No início do século XX era fato conhecido que a luz branca  podia ser decomposta em diversas cores (utilizando-se um prisma) . Essa decomposição da luz solar obtém um espectro chamado espectro contínuo. Este é formado por ondas eletromagnéticas visíveis e invisíveis (radiação ultravioleta e infravermelho). Na parte visível desse espectro  não ocorre distinção entre as diferentes cores, mas uma gradual passagem de uma para outra. Como a cada onda eletromagnética está associada certa quantidade de energia, a decomposição da luz branca produz ondas eletromagnéticas com toda e qualquer quantidade de energia.


Figura 3: Espectros das substâncias. Fonte: adolcros.com


Porém, se a luz atravessar um prisma contendo substância como hidrogênio, sódio, neônio, etc. será obtido um espectro descontínuo. Este é caracterizado por apresentar linhas coloridas separadas. Em outras palavras, somente alguns tipos de radiações luminosas são emitidas, isto é, somente radiações com valores determinados de energia são emitidas.

Baseado nessas observações experimentais, Bohr elaborou um novo modelo atômico cujos postulados são:

Os elétrons não se encontram em qualquer posição, eles giram ao redor no núcleo em orbitas fixas e com energia definida. As órbitas são chamadas camadas eletrônicas, representadas pelas letras K, L, M, N, O, P e Q a partir do núcleo, ou níveis de energia representados pelos números 1, 2, 3, 4...;

Os elétrons ao se movimentarem numa camada eletrônica não absorvem nem emitem energia;

Os elétrons de um átomo tendem a ocupar as camadas eletrônicas mais próximas do núcleo, isto é, as que apresentam menor quantidade de energia;

Um átomo está no estado fundamental quando seus elétrons ocupam as camadas menos energéticas;

Quando um átomo recebe energia (térmica ou elétrica), o elétron pode saltar para uma camada mais externa (mais energética). Nessas condições o átomo se torna instável. Dizemos que o átomo se encontra num estado excitado;

Os elétrons de um átomo excitado tendem a voltar para as camadas de origem. Quando isso ocorre, ele devolve, sob a forma de onda eletromagnética, a energia que foi recebida na forma de calor ou eletricidade.

Esses postulados explicam a existência dos espectros de emissão descontínuos: como o elétron só pode ocupar determinadas órbitas, as transições eletrônicas (ida e volta do elétron) ocorrem em números restritos, o que produz somente alguns tipos de radiação eletromagnética e não todas como no espectro contínuo. 

Outro conceito de Bohr importante foi o da complementaridade, que descreve que o elétron pode ser onda ou partícula, não os dois ao mesmo tempo. Conceito importantíssimo para a Teoria Quântica.

Trabalhou para o projeto de Energia Atômica dos EUA durante a Segunda Guerra Mundial, fundamentando a significativamente para os estudos científicos sobre fissão nuclear. Porém defendia a aplicação pacífica da física atômica.

 Tudo o que chamamos de real é feito de coisas que não podem ser considerados como real (Niels Bohr).

REFERÊNCIAS

Silva, Roberto da Silva; Hashimoto, Ruth R.; Novo Manual Nova Cultural Química. São Paulo, SP. Editora Nova Cultural, edição: 1999;

<http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/physics/laureates/1922/bohr-bio.html> Acesso em: 06/2014;

<http://www.livescience.com/32016-niels-bohr-atomic-theory.html> acesso 06/2014;

<https://encryptedbn1.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcTXZg0Z2mEC4ZZzPwuUtQ1E5HqHc6cfIB7OgvfMSQVv-SnrHEt_> Acesso em: 10/2014;

<https://encryptedtbn0.gstatic.com/images?q=tbn:ANd9GcR5TJyOC6UhdTojGsQP8Es2KbRhjG1tezeTDw9yawM53NCKy5fI> Acesso 10/2014;

<http://www.notapositiva.com/trab_estudantes/trab_estudantes/fisico_quimica/10historiadoatomo/10historiadoatomo3.jpg> Acesso em: 10/2014.

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