Enunciado
Física - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 10.Problemas Teóricos - Ex. 19
19 – O modelo de Bohr do átomo foi mencionado no Problema 10.18. Que aspectos do modelo são inadmissíveis pela mecânica quântica? Em que o estado fundamental do átomo de Bohr difere do estado fundamental real? Há diferenças experimentais entre o modelo de Bohr para o estado fundamental e o modelo quântico do mesmo estado?
Passo 1
Vamos relembrar um pouco do que diz o modelo de Bohr.
O modelo atômico de Bohr diz que o elétron percorre uma orbita circular em torno do núcleo. Diz também que o momento angular é limitado por múltiplos inteiros de ħ, de tal forma que o momento angular seria dado por nħ.
Assim, em relação a órbita que o elétron faz dentro do átomo e em relação também ao momento angular descrito pelo modelo atômico de Bohr, vamos verificar e comparar este modelo com o modelo atual descrito pela meninice quântica.
Passo 2
No modelo de Bohr, tem-se que a trajetória da partícula é definida com um certo padrão, e isto de acordo com a mecânica quântica não é permitido de forma alguma.
Outra coisa que é inadmissível no modelo de Bohr, segundo a mecânica quântica, é que o momento angular de um sistema tridimensional é dado por e não por nħ.
Passo 3
Em relação ao estado fundamental temos que, no modelo de Bohr, o estado fundamental possui momento angular do orbital de nħ, com n = 1, mas o modelo atual do estado fundamental não tem-se momento angular (l = 0). Além disso, a distribuição dos elétrons nos dois modelos é bastante diferente nos dois casos.
Passo 4
Os dois modelos podem ser distinguidos experimentalmente mostrando que existe um momento angular do orbital nulo para o estado fundamental, sendo que isso pode ser feito examinando as propriedades magnéticas e analisando experimentalmente a distribuição eletrônica fazendo um experimento onde se mostra que o elétron e o núcleo não entram em contato, que pode ser obtido fazendo um experimento de espetroscopia molecular com ressonância magnética.
Resposta
No modelo de Bohr, a trajetória da partícula é definida com um certo padrão e o momento angular de um sistema tridimensional é nħ, e de acordo com a mecânica quântica o elétron não possui uma um padrão de órbita definida e o momento angular é dado por .
Em relação ao estado fundamental temos que, no modelo de Bohr, o estado fundamental possui momento angular do orbital de nħ, com n = 1, mas o modelo atual do estado fundamental não tem-se momento angular (l = 0).
Os dois modelos podem ser distinguidos experimentalmente mostrando que existe um momento angular do orbital nulo para o estado fundamental, sendo que isso pode ser feito examinando as propriedades magnéticas e analisando experimentalmente a distribuição eletrônica fazendo um experimento onde se mostra que o elétron e o núcleo não entram em contato, que pode ser obtido fazendo um experimento de espetroscopia molecular com ressonância magnética.