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Atomo di Bohr

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Aspie96
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Atomo di Bohr

Messaggio da Aspie96 » 30/06/2014, 9:25


Attenzione: prima di leggere questo articolo è necessario conoscere il modello atomico di Rutherford, per capirlo bene.


L'atomo di Rutherford era ancora molto lontano dalla realtà.

Un nuovo modello atomico venne proposto da Niels Henrik David Bohr (7 ottobre 1885 – 18 novembre 1962).
Questo modello è al tempo stesso l'apocalisse e la salvezza per il modello atomico di Rutherford.

Rendendo incandescente un materiale, come probabilmente molti di voi sanno, questo emette luce (pensate alle lampade ad incandescenza).
È possibile "scomporre" la luce emessa da un materiale in altri fasci luminosi di colore diverso (pensate all'arcobaleno: la luce bianca del sole viene scomposta in tutti i colori).

Se rendiamo incandescente un gas rarefatto, questo, ovviamente emette luce.
Se scomponiamo questa luce, però, non otteniamo un arcobaleno, ma fasci di luce caratteristici per ogni elemento.
Scomponendo la luce emessa da un gas rarefatto è perfino possibile capire di quale elemento si tratta, proprio perché vi è una corrispondenza biunivoca fra ogni elemento e i colori che emette.

Bohr, osservati questi effetti sull'idrogeno (l'idrogeno è un gas, il primo elemento della tavola periodica), ne creò un modello così:

Immagine

L'atomo di idrogeno è formato solamente da un protone ed un elettrone.
Il protone costituisce il nucleo, l'elettrone è quel pallino rosso che orbita intorno ad esso.

Dunque:
  1. Che cosa cambia rispetto al modello di Rutherford?
  2. Che cosa sono quelle orbite esterne non occupate?

Calma, miei prodi, una domanda alla volta.

Secondo il modello di Bohr, l'elettrone può seguire solamente "orbite stazionarie".
Ogni orbita è caratterizzata da un numero, chiamato "numero quantico principale": l'orbita più interna ha numero quantico principale 1, quella subito più esterna 2 e così via.
Quando un elettrone segue una certa orbita, ha una certa energia (sempre la stessa per quell'orbita), quindi non emette energia, e nemmeno l'assorbe.
[spoiler]Principio di conservazione dell'energia, LEGGERE L'ARTICOLO PRECEDENTE![/spoiler]
Questo spiega perché gli elettroni non collassano sul nucleo, come invece accadrebbe col modello atomico di Rutherford.

Più un elettrone è lontano dal nucleo, più energia possiede.
Ne consegue che per trovarsi a seguire un'orbita più esterna, l'elettrone ha bisogno di energia.

Questa energia deve essere fornita all'atomo in qualche modo, ad esempio scaldandolo.

"Appena può" (ossia appena smette di ricevere energia), l'elettrone si avvicina nuovamente al nucleo, fino ad arrivare all'orbita più vicina.
Quando lo fa, tuttavia, deve restituire l'energia che ha assorbito e lo fa emettendo un fotone (il fotone è una particella di luce) di una data frequenza (se non sapete che cosa sia la frequenza, fate finta che sia il colore).

Questo modello atomico segna un allontanamento dalla fisica classica, tuttavia ha un problema molto rilevante: per quanto possa essere corretto (non lo è), descrive solamente l'atomo di idrogeno. Un modello atomico dovrebbe descrivere qualsiasi elemento.
Il problema venne risolto dal successivo modello atomico: il modello a strati (di cui seguirà un articolo). Quest'ultimo non segna la fine del modello di Bohr. È semplicemente il modello di Bohr applicato a tutti gli elementi stabili della tavola periodica.

Ci sarà un articolo in proposito.

Una descrizione dell'atomo di Bohr è disponibile anche sotto forma di video:
[spoiler][youtube]0BMm0yhWS2A[/youtube][/spoiler]

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