Modelul planetar

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

Modelul atomic este un concept structural, constatat experimental.Se cunosc :Modele atomice precuantice(Thomson, Rutherford)Modele atomice cuantice(Bohr)

Modelul atomic ThomsonEste un model static, constand dintr-o sfera relativ mare,de sarcina pozitiva,cu un diametru de aproximativ 2 sau 3 10m in care sunt scufundati electronii,ca stafidele in cozonac

Acest model a fost infirmat de experimentul Rutherford. Daca sarcina ar fi fost distribuita uniform in intregul volum al atomului,o multime de particule ar fi fost deviate.Acest model, pe langa altele,nu poate explica structura de linii a spectrelor atomice.

Modelul atomic Rutherford Modelul atomic Rutherford, elaborat de Ernest Rutherford n 1911, este primul model planetar al atomului. Conform acestui model, atomul este format din nucleu, n care este concentrat sarcina pozitiv, i electroni care se rotesc n jurul nucleului pe orbite circulare, asemeni planetelor n Sistemul Solar.

Modelul a fost dezvoltat n urma experimentelor realizate de ctre Hans Geiger i Ernest Marsden n anul 1909. Ei au studiat, sub ndrumarea lui Ernest Rutherford, mprtierea particulelor la trecerea printr-o foi subire din aur. Conform modelului atomic elaborat de Thomson, particulele trebuiau s fie deviate cu cteva grade la trecerea prin metal din cauza forelor electrostatice. S-a constatat, ns, c unele dintre ele erau deviate cu unghiuri mai mari dect 90 sau chiar cu 180.

Acest fapt a fost explicat prin existena unei neuniformiti a distribuiei de sarcin electric n interiorul atomului. Pe baza observaiilor efectuate, Rutherford a propus un nou model n care sarcina pozitiv era concentrat n centrul atomului, iar electronii orbitau n jurul acesteia.

Deficiente ale modeluluiPrincipalul neajuns al modelului consta n faptul c acesta nu explica stabilitatea atomului. Fiind elaborat n concordan cu teoriile clasice, presupunea c electronii aflai n micare circular, deci accelerat, emit constant radiaie electromagnetic pierznd energie. Prin urmare, n timp, electronii nu ar mai avea suficient energie pentru a se menine pe orbit i ar "cdea" pe nucleu.De asemenea, frecvena radiaiei emise ar fi trebuit s ia orice valoare, n funcie de frecvena electronilor din atom, fapt infirmat de studiile experimentale asupra seriilor spectrale.

Importanta Modelul lui Rutherford a introdus ideea unei structuri a atomului i a existenei unor particule componente, precum i posibilitatea separrii acestora. Reprezentnd punctul de plecare al modelului Bohr, a dus la separarea a dou domenii, fizica nuclear, ce studiaz nucleul, i fizica atomului, ce studiaz structura electronic a atomului.n ciuda deficienelor, caracterul descriptiv al modelului a permis utilizarea ca simbol al atomului i energiei atomice

Modelul BohrModelul atomic Bohr este primul model de natur cuantic al atomului i a fost introdus n anul 1913 de ctre fizicianul danez Niels Bohr. Acest model preia modelul planetar al lui Ernest Rutherford i i aplic teoria cuantelor. Dei ipotezele introduse de ctre Bohr sunt de natur cuantic, calculele efective ale mrimilor specifice atomului sunt pur clasice, modelul fiind, de fapt, semi-cuantic. Modelul lui Bohr este aplicabil ionilor hidrogenoizi, ( adic ionii care au un singur electron n cmpul de sarcin efectiv a nucleului).

Postulatele lui BohrAtomii si sistemele atomice se pot gasi timp indelungat numai in stari bine determinate,numite stari stationare,in care nu emit si nu absorb energie. Energia sistemului atomic in aceste stari este cuantificata,adica ia valori care alcatuiesc un sir discontinuu:E1 ,E2,.,En

2. Atomii emit sau absorb radiatie electromagnetica numai la trecerea dintr-o stare stationara m, caracterizata de Em, in alta stare stationara, n, caracterizata de energia En Frecventa radiatiei emise sau absorbite intr-o asemenea tranzitie este data de relatia

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

Cuantificarea razelor orbitelor electronilor Pornind de la aceasta i considernd egalitatea forelor de atracie electrostatic cu cele centrifuge, se poate deduce condiia pentru cuantificarea razelor orbitelor electronilor. Pentru atomul de hidrogen (Z=1) se obine :

Unde 0=8,8510 C N m h-constanta lui Plank m0=9,1110 kg e-sarcina electronului

DeficienteAcest model nu poate explica spectrele de emisie i energia de ionizare dect pentru atomul de hidrogen i ionii hidrogenoizi. Nu a putut fundamenta stiintific spectrele unor atomi grei. Nu a putut explica formarea legaturilor duble. Nu a putut fundamenta scindarea liniilor spectrale intr-un camp perturbator.Aceste deficiente au fost rezolvate prin aparitia modelului atomic Bohr-Sommerfeld - modelul precuantic.