Modelul planetarModelul planetar

Modelul planetar al Modelul planetar al atomului presupune atomului presupune ca atomul este format ca atomul este format din nucleu.iar din nucleu.iar electronii graviteaza electronii graviteaza in jurul acestuia pe in jurul acestuia pe orbite circulareorbite circulare

Modelul atomic este un concept Modelul atomic este un concept structural, constatat experimental.Se structural, constatat experimental.Se cunosc :cunosc :

1.1. Modele atomice precuantice(Thomson, Modele atomice precuantice(Thomson, Rutherford)Rutherford)

2.2. Modele atomice cuantice(Bohr)Modele atomice cuantice(Bohr)

Modelul atomic ThomsonModelul atomic Thomson

Este un model static, Este un model static, constand dintr-o sfera constand dintr-o sfera relativ mare,de relativ mare,de sarcina pozitiva,cu un sarcina pozitiva,cu un diametru de diametru de aproximativ 2 sau 3 aproximativ 2 sau 3 1010ˉ¹ºm in care sunt ˉ¹ºm in care sunt scufundati scufundati electronii,ca “stafidele electronii,ca “stafidele in cozonac”in cozonac”

Acest model a fost infirmat de Acest model a fost infirmat de experimentul Rutherford. Daca sarcina ar experimentul Rutherford. Daca sarcina ar fi fost distribuita uniform in intregul volum fi fost distribuita uniform in intregul volum al atomului,o multime de particule al atomului,o multime de particule αα ar fi ar fi fost deviate.fost deviate.

Acest model, pe langa altele,nu poate Acest model, pe langa altele,nu poate explica structura de linii a spectrelor explica structura de linii a spectrelor atomice.atomice.

Modelul atomic Rutherford Modelul atomic Rutherford

Modelul atomic RutherfordModelul atomic Rutherford, , elaborat de Ernest elaborat de Ernest Rutherford în 1911, este Rutherford în 1911, este primul primul model planetarmodel planetar al al atomului. Conform acestui atomului. Conform acestui model, atomul este format model, atomul este format din nucleu, în care este din nucleu, în care este concentrată sarcina pozitivă, concentrată sarcina pozitivă, şi electroni care se rotesc în şi electroni care se rotesc în jurul nucleului pe orbite jurul nucleului pe orbite circulare, asemeni planetelor circulare, asemeni planetelor

în în Sistemul SolarSistemul Solar..

Modelul a fost dezvoltat în urma experimentelor Modelul a fost dezvoltat în urma experimentelor realizate de către Hans Geiger şi realizate de către Hans Geiger şi Ernest Ernest MarsdenMarsden în anul 1909. Ei au studiat, sub în anul 1909. Ei au studiat, sub îndrumarea lui Ernest Rutherford, îndrumarea lui Ernest Rutherford, împrăştierea împrăştierea particulelor αparticulelor α la trecerea printr-o foiţă subţire la trecerea printr-o foiţă subţire din aur. Conform modelului atomic elaborat de din aur. Conform modelului atomic elaborat de ThomsonThomson, particulele trebuiau să fie deviate cu , particulele trebuiau să fie deviate cu câteva grade la trecerea prin metal din cauza câteva grade la trecerea prin metal din cauza forţelor electrostatice. S-a constatat, însă, că forţelor electrostatice. S-a constatat, însă, că unele dintre ele erau deviate cu unghiuri mai unele dintre ele erau deviate cu unghiuri mai mari decât 90° sau chiar cu 180°. mari decât 90° sau chiar cu 180°.

Acest fapt a fost explicat prin existenţa Acest fapt a fost explicat prin existenţa unei neuniformităţi a distribuţiei de sarcină unei neuniformităţi a distribuţiei de sarcină electrică în interiorul atomului. Pe baza electrică în interiorul atomului. Pe baza observaţiilor efectuate, Rutherford a observaţiilor efectuate, Rutherford a propus un nou model în care sarcina propus un nou model în care sarcina pozitivă era concentrată în centrul pozitivă era concentrată în centrul atomului, iar electronii orbitau în jurul atomului, iar electronii orbitau în jurul acesteia.acesteia.

Deficiente ale modeluluiDeficiente ale modelului

Principalul neajuns al modelului consta în faptul Principalul neajuns al modelului consta în faptul că acesta nu explica stabilitatea atomului. Fiind că acesta nu explica stabilitatea atomului. Fiind elaborat în concordanţă cu teoriile clasice, elaborat în concordanţă cu teoriile clasice, presupunea că electronii aflaţi în mişcare presupunea că electronii aflaţi în mişcare circulară, deci accelerată, emit constant radiaţie circulară, deci accelerată, emit constant radiaţie electromagnetică pierzând energie. Prin urmare, electromagnetică pierzând energie. Prin urmare, în timp, electronii nu ar mai avea suficientă în timp, electronii nu ar mai avea suficientă energie pentru a se menţine pe orbită şi ar energie pentru a se menţine pe orbită şi ar "cădea" pe nucleu."cădea" pe nucleu.De asemenea, frecvenţa radiaţiei emise ar fi De asemenea, frecvenţa radiaţiei emise ar fi trebuit să ia orice valoare, în funcţie de frecvenţa trebuit să ia orice valoare, în funcţie de frecvenţa electronilor din atom, fapt infirmat de studiile electronilor din atom, fapt infirmat de studiile experimentale asupra experimentale asupra seriilor spectraleseriilor spectrale..

Importanta Importanta

Modelul lui Rutherford a introdus ideea unei Modelul lui Rutherford a introdus ideea unei structuri a atomului şi a existenţei unor particule structuri a atomului şi a existenţei unor particule componente, precum şi posibilitatea separării componente, precum şi posibilitatea separării acestora. Reprezentând punctul de plecare al acestora. Reprezentând punctul de plecare al modelului Bohr, a dus la separarea a două modelului Bohr, a dus la separarea a două domenii, fizica nucleară, ce studiază nucleul, şi domenii, fizica nucleară, ce studiază nucleul, şi fizica atomului, ce studiază structura electronică fizica atomului, ce studiază structura electronică a atomului.a atomului.În ciuda deficienţelor, caracterul descriptiv al În ciuda deficienţelor, caracterul descriptiv al modelului a permis utilizarea ca modelului a permis utilizarea ca simbol simbol al al atomului şi energiei atomiceatomului şi energiei atomice

Modelul BohrModelul Bohr

Modelul atomic BohrModelul atomic Bohr este primul model de este primul model de natură natură cuanticăcuantică al atomului şi a fost introdus în al atomului şi a fost introdus în anul 1913 de către fizicianul danez Niels Bohr. anul 1913 de către fizicianul danez Niels Bohr. Acest model preia modelul planetar al lui Ernest Acest model preia modelul planetar al lui Ernest Rutherford şi îi aplică Rutherford şi îi aplică teoria cuantelorteoria cuantelor. Deşi . Deşi ipotezele introduse de către Bohr sunt de natură ipotezele introduse de către Bohr sunt de natură cuantică, calculele efective ale mărimilor cuantică, calculele efective ale mărimilor specifice atomului sunt pur clasice, modelul fiind, specifice atomului sunt pur clasice, modelul fiind, de fapt, semi-cuantic. Modelul lui Bohr este de fapt, semi-cuantic. Modelul lui Bohr este aplicabil ionilor hidrogenoizi, ( adică ionii care au aplicabil ionilor hidrogenoizi, ( adică ionii care au un singur electron în câmpul de un singur electron în câmpul de sarcină sarcină efectivăefectivă a nucleului). a nucleului).

Postulatele lui BohrPostulatele lui Bohr

1.1. Atomii si sistemele atomice se pot gasi Atomii si sistemele atomice se pot gasi timp indelungat numai in stari bine timp indelungat numai in stari bine determinate,numite stari stationare,in determinate,numite stari stationare,in care nu emit si nu absorb energie.care nu emit si nu absorb energie.

Energia sistemului atomic in aceste stari Energia sistemului atomic in aceste stari este cuantificata,adica ia valori care este cuantificata,adica ia valori care alcatuiesc un sir discontinuu:Ealcatuiesc un sir discontinuu:E1 1 ,E,E22,….,E,….,Enn

2. Atomii emit sau absorb radiatie 2. Atomii emit sau absorb radiatie electromagnetica numai la trecerea dintr-o electromagnetica numai la trecerea dintr-o stare stationara m, caracterizata de Estare stationara m, caracterizata de Emm, in , in alta stare stationara, n, caracterizata de alta stare stationara, n, caracterizata de energia Eenergia Enn

Frecventa radiatiei emise sau absorbite Frecventa radiatiei emise sau absorbite intr-o asemenea tranzitie este data de intr-o asemenea tranzitie este data de relatia relatia

Unde h este constanta lui Plank.Acest Unde h este constanta lui Plank.Acest postulat explica spectrele de linii ale postulat explica spectrele de linii ale radiatiilor amise de atomii de hidrogen.radiatiilor amise de atomii de hidrogen.

Cuantificarea razelor orbitelor Cuantificarea razelor orbitelor electronilor electronilor

Pornind de la aceasta şi considerând egalitatea forţelor Pornind de la aceasta şi considerând egalitatea forţelor de atracţie electrostatică cu cele centrifuge, se poate de atracţie electrostatică cu cele centrifuge, se poate deduce condiţia pentru cuantificarea razelor orbitelor deduce condiţia pentru cuantificarea razelor orbitelor electronilor. Pentru atomul de hidrogen (Z=1) se electronilor. Pentru atomul de hidrogen (Z=1) se obţineobţine : :

Unde Unde εε00=8,85•10ˉ¹² C²• Nˉ¹• mˉ²=8,85•10ˉ¹² C²• Nˉ¹• mˉ²

h-constanta lui Plankh-constanta lui Plank mm00=9,11•10‾³¹ kg=9,11•10‾³¹ kg e-sarcina electronuluie-sarcina electronului

DeficienteDeficiente

Acest model nu poate explica spectrele de Acest model nu poate explica spectrele de emisie şi emisie şi energia de ionizareenergia de ionizare decât pentru decât pentru atomul de hidrogen şi ionii hidrogenoizi. Nu a atomul de hidrogen şi ionii hidrogenoizi. Nu a putut fundamenta stiintific spectrele unor atomi putut fundamenta stiintific spectrele unor atomi grei. Nu a putut explica formarea legaturilor grei. Nu a putut explica formarea legaturilor duble. Nu a putut fundamenta scindarea liniilor duble. Nu a putut fundamenta scindarea liniilor spectrale intr-un camp perturbator.spectrale intr-un camp perturbator.

Aceste deficiente au fost rezolvate prin aparitia Aceste deficiente au fost rezolvate prin aparitia modelului atomic Bohr-Sommerfeld - modelul modelului atomic Bohr-Sommerfeld - modelul precuantic.precuantic.