Modelo de Bohr: postulados y explicación del espectro del átomo de hidrógeno

Modelo de Bohr

A partir del modelo de Rutherford e incorporando las ideas cuánticas dentro del átomo, Bohr estableció una serie de postulados que permiten explicar el espectro de emisión del átomo de hidrógeno.

Postulados

• El átomo posee un núcleo donde se encuentran los protones (y neutrones); los electrones se mueven alrededor del núcleo ocupando ciertas órbitas circulares.
• Mientras el electrón permanezca en una misma órbita estable no emite ni absorbe energía.
• A cada órbita le corresponde un número entero n (número cuántico principal). El nivel más cercano al núcleo es n = 1, que corresponde al nivel de menor energía.
• Los electrones pueden absorber o emitir energía al pasar de una órbita a otra. La energía del fotón emitido o absorbido depende de la diferencia de energía entre las órbitas: ΔE = h ν.

Cuando el electrón se encuentra en el nivel de menor energía se dice que está en su estado fundamental. Cuando se encuentra en un nivel de energía mayor se dice que está excitado.

Fórmulas y constantes

• Relación entre energía y frecuencia: E = h ν, donde h es la constante de Planck y ν (nu) la frecuencia del fotón.
• Constante de Planck: h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s.
• Velocidad de la luz en el vacío: c = 3 × 10⁸ m/s.
• Relación entre frecuencia y longitud de onda: f = c / λ, por lo que la frecuencia y la longitud de onda son inversamente proporcionales.

Antecedentes al modelo de Bohr

Muchas de las propiedades de la luz se pueden explicar suponiendo que se trata de una onda electromagnética, es decir, campos eléctrico y magnético que vibran perpendicularmente entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación. La luz es una radiación electromagnética. Todo el conjunto de ondas electromagnéticas tiene una naturaleza similar ya que se propagan a la misma velocidad (c = 3 × 10⁸ m/s) y pueden propagarse en el vacío. Las distintas radiaciones se diferencian en la longitud de onda (λ) y en la frecuencia (f = c / λ). El conjunto de todas estas radiaciones electromagnéticas se llama espectro electromagnético.

Max Planck supuso que la radiación electromagnética se emitía de forma discontinua, es decir, que estaba cuantizada. Según su teoría, la materia absorbe o emite energía de forma discontinua mediante corpúsculos elementales llamados fotones, con energía E = h ν. La energía de un fotón es directamente proporcional a su frecuencia y la constante de proporcionalidad es la constante de Planck h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s.

Antecedentes (texto repetido en el documento original, corregido)

Muchas de las propiedades de la luz se pueden explicar suponiendo que se trata de una onda electromagnética, es decir, un campo eléctrico y otro magnético que vibran perpendicularmente entre sí y perpendiculares a la dirección de propagación. La luz es una radiación electromagnética. Todo el conjunto de ondas electromagnéticas tiene una naturaleza similar, ya que se propagan a la misma velocidad (c = 3 × 10⁸ m/s) y pueden propagarse en el vacío. Las distintas radiaciones difieren en la longitud de onda (λ) y en la frecuencia (f = c / λ). La frecuencia y la longitud de onda son inversamente proporcionales.

El conjunto de todas estas radiaciones electromagnéticas se llama espectro electromagnético. Max Planck supuso que la radiación electromagnética se emitía de forma discontinua, es decir, que estaba cuantizada. Según su teoría, la materia absorbe o emite energía de forma discontinua mediante corpúsculos elementales llamados fotones, con energía E = h ν. La energía de un fotón es directamente proporcional a su frecuencia y la constante de proporcionalidad es la constante de Planck h = 6.626 × 10⁻³⁴ J·s.