Banco de questões: Física Moderna: Modelo de Bohr

O Modelo de Bohr afirma que os elétrons dos átomos orbitam em torno do seu núcleo atômico de modo estável dentro de camadas específicas, essas camadas podem ser representadas por órbitas circulares ou elípticas. Qual das alternativas a seguir é uma limitação do Modelo de Bohr?

Em 1913, Niels Bohr propôs um novo modelo para o átomo de hidrogênio, chamado de Modelo de Bohr, que superou algumas limitações do modelo de Rutherford. Nesse modelo, os elétrons ocupam órbitas específicas ao redor do núcleo, e as transições entre as órbitas correspondem à emissão ou absorção de radiação em quantidades discretas de energia, o que deu origem ao espectro de linhas do hidrogênio. Considerando um átomo hidrogenóide com carga nuclear +Ze, em que Z é um número inteiro que indica a quantidade de prótons no núcleo e e é a carga elementar do elétron: a) Determine a expressão para a energia total E de um elétron em uma órbita de número quântico principal n, considerando a relação entre a energia potencial e a energia cinética do elétron, bem como a constante de Planck (h), a massa do elétron (m_e), a velocidade da luz no vácuo (c) e a carga elementar (e). b) Calcule a frequência e o comprimento de onda da radiação emitida em uma transição eletrônica entre as órbitas com números quânticos principais n_i e n_f (com n_i > n_f), considerando a diferença de energia entre as duas órbitas. A frequência e o comprimento de onda devem ser expressos em termos de Z, n_i e n_f. c) Utilize a Série de Balmer para determinar os valores de n_i e n_f em uma transição eletrônica específica que resulta na emissão de radiação com comprimento de onda de 656,28 nm.

Em 1913, Niels Bohr propôs o modelo atômico de Bohr para explicar o espectro de linhas do átomo de hidrogênio. Um átomo de hidrogênio é composto por um único próton e um elétron. Suponha que você está conduzindo um experimento em laboratório e quer investigar o átomo de hidrogênio, usando o modelo de Bohr. (a) Calcule a energia cinética do elétron quando ele estiver no estado fundamental (n=1). (b) Determine o raio da órbita do elétron no estado fundamental de acordo com o modelo de Bohr. (c) Se o elétron passar de n=1 para n=2, calcule quanto de energia é necessário para essa transição.

O Átomo de Bohr foi uma importante contribuição para a Física moderna e seu desenvolvimento posterior, pois explicou as propriedades dos elementos químicos e sugeriu que os elétrons possuem um comportamento ondulatório a partir da mecânica quântica. Qual é a relação entre o comportamento ondulatório dos elétrons e a mecânica quântica?

O Modelo de Bohr descreve que cada elétron tem uma energia orbital fixa que pode ser ilustrada através de diagramas de nível energético. O que ocorre quando um elétron passa de um nível de energia menor para outro de maior energia?