la simpleza a favor de la teoría atomica de bohr

YO JUAN FELIPE ROMERO ROJAS, IDENTIFICADO CON C.C. 1032437543, AFIRMO QUE
EL PRESENTE ESCRITO NO ES COPIA TOTAL NI PARCIAL DE OTRO.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------Juan Felipe Romero Rojas - Cod 244188 - Grupo 08 - #36
---------------------------------------------------------------------------------------------------------LA SIMPLEZA A FAVOR DE LA TEORÍA ATOMICA DE BOHR
Un modelo atómico adecuado y correcto ha sido la inquietud desde tiempos
clásicos, siendo la idea de Democrito la primera referencia histórica, de un
constituyente aun hoy incomprendido.
Los modelos cambian cada día, incrementándose el ritmo de modificación,
antes pasaban siglos hasta que se aceptaran nuevas ideas, en la actualidad
diversas organizaciones científicas están en una carrera contra el tiempo, en
pro de un desarrollo y una certificación temprana, lo cual será posiblemente
recompensado con un premio Nobel.
Entre los distintos modelos, hay uno que presenta una gran peculiaridad, ya
que los fundamentos teóricos de este, aun no habían sido postulados
formalmente, en si este modelo exigió nuevos postulados y por ende presionó
un avance en la ciencia de la época.
El modelo al cual me refiero es el postulado por el físico danés, ganador del
premio Nobel, Niels Bohr,
quien revolucionaría para siempre infinidad de
conceptos de la física teórica atómica e inevitablemente los fundamentos
existentes en química teórica. El modelo es considerado un gran paso en la
carrera científica, sin embargo, pese a que se llego a considerar definitivo, traía
con
si
mismo,
nuevas
inquietudes
que
conllevaron
a
un
posterior
replanteamiento y modificación de la teoría atómica de Bohr.
Bohr, distinguido docente e investigador, sentía una fuerte curiosidad por
ciertos conceptos, que en su época despertaban inquietudes, asombro y en
muchos casos rechazo. Aquellos conceptos son los que hoy denominamos
como preliminares de Física cuántica, postulados que para ese entonces se
encontraban en pleno proceso de desarrollo y análisis. Afirmaciones como la
cuantización de la energía, aun no terminaban de convencer a gran cantidad de
científicos de la época, Planck para muchos era un charlatán, cuyo único
interés era enriquecerse y llamar la atención por algunos instantes.
Sin embargo, físicos como Bohr en vez de decidir en forma arbitraria la
veracidad de tales afirmaciones, prefirieron investigar y tratar de adecuar
aquellas teorías en problemas de su incumbencia. Es así como Bohr seguidor
ferviente de la química y la física atómica, hace uso de aquellas afirmaciones
para construir su propia teoría atómica, abriéndose una nueva brecha en el
conocimiento y empezando a desmentir cualquier ataque a la incipiente teoría
cuántica.
En años anteriores, la espectroscopía generaba grandes inquietudes debido a
la necesidad de su uso en análisis químico, y al hecho de no poder explicar
satisfactoriamente el comportamiento de este fenómeno. Ballmer, físico de la
época, había encontrado relaciones para las series de los espectros, cuyo
comportamiento esta intrínsecamente relacionado con la cuantización de la
energía, sin embargo, Niels sería el pionero en unificar todo el conocimiento
propuesto en la joven teoría cuántica con todos los experimentos provenientes
de la espectroscopía, unificación que sería expresada al mundo científico en
sus famosos postulados:
-
En el átomo, un electrón se mueve en una órbita circula alrededor del
núcleo bajo la influencia de la atracción de Coulomb entre el electrón y el
núcleo y obedece las leyes de la mecánica clásica.
-
Pero, de la infinidad de órbitas que permite la mecánica clásica, el electrón
puede moverse sólo en las que el impulso angular orbital Les el múltiplo
entero de la constante de Planck, h, dividida entre 2π.
-
A pesar de que el electrón se encuentra constantemente sujeto a una
aceleración, se mueve en una órbita permitida sin radiar energía
electromagnética, así, su energía total E permanece constante.
-
Un
electrón
emite
radiación
electromagnética
cuando
al
moverse
inicialmente en una órbita con energía total Ei, cambia discontinuamente su
movimiento, y se mueve en una órbita de energía total Ef. La frecuencia de
la radiación emitida es igual a la diferencia de energías (Ei – Ef).
Con estos postulados Bohr, aunque retoma el aporte del concepto de núcleo,
modificó para siempre el conocimiento aportado por Rutherford. Pero el gran
cambio se presenta a partir del segundo postulado: las ideas en ese entonces
novedosas de cuantización se introducen de una forma clara y sencilla,
además, aparte de esto en el tercero se afirma de estados con movimiento sin
emisión o absorción de energía, estos son los denominados niveles de energía,
y el cuarto postulado emite juicio sobre la absorción o emisión de energía por
movimiento entre niveles. Esta teoría concordaba con la realidad, pero para
solo un átomo: el de Hidrogeno, cuyo único nivel de energía y único electrón
hacen que el modelo funcione a cabalidad.
El desarrollo de Niels, era un completo desastre en átomos de numero atómico
grande, las predicciones no concordaban en lo mas minimo con las
experimentaciones.
Una de las grandes contradicciones era la determinación por se entonces de
niveles intermedios de energía, ya que electrones del mismo nivel diferían en
su energía, fue tal el desconcierto que la cuantización se estaba empezando a
desechar, era una buena idea, pero no la correcta, decían muchos intelectuales
de la época.
Sin embargo, los principios preliminares cuánticos ya habían empezado a
madurar hacia la futura Mecánica cuántica: la probabilidad hacia su aparición
como fundamento del comportamiento microscópico, Werner Heisenberg
postularía su gran principio, afirmando la no determinación simultanea de la
velocidad y la posición de una partícula.
Lo anterior implico que los aros planteados por Bohr no tenían sentido en un
universo de incertidumbres, sería más correcto hablar de la probabilidad de
hallar un electrón que hablar de su posición en una órbita.
Es en este punto en el cual el átomo de Bohr es forzosamente replanteado, las
órbitas características de este modelo son reemplazadas por el concepto
aceptado hoy día: los orbitales moleculares, espacios donde la probabilidad de
hallar un electrón es máxima. Un modelo merecedor del premio Nobel, es
devaluado de forma explícita.
Ahora el átomo es una partícula de probabilidades, su comportamiento exige
de sí mismo un análisis matemático complejo. De la innovadora simpleza de
una teoría como la de Bohr, nos adentramos en una en la cual la matemática
tiene que recurrir exageradamente a las aproximaciones, dando resultados
medianamente satisfactorios solo para el átomo de Hidrogeno.
En si los cálculos del nuevo modelo llamado mecánico cuántico,
son tan
complicados, que aunque se acepta su veracidad del modelo, hoy en infinidad
de clases, escritos, y publicaciones se representa el átomo tal y como nos lo
presentó Bohr. Su simpleza lo hacen de uso masivo, por ende hablar de una
total sustitución del átomo de Bohr, es desconocer su aceptación en la
comunidad.
Pero pese a las grandes modificaciones hechas, el átomo de Bohr es por
muchos considerados como el modelo mecánico cuántico en su versión más
simple y cercana, haciendo de Bohr un gran pilar de la teoría físico – atómica
actual y el gran referente de la inclusión de la teoría cuántica en un aspecto
fundamental del universo como es el comportamiento del átomo
Hoy en un mundo que busca la unificación de las fuerzas fundamentales, una
explicación acertada del átomo y de sus componentes es un fundamento de
una teoría novedosa. Teorías tan revolucionarias como la de cuerdas, hacen
bastantes supuestos acerca del comportamiento atómico, siendo este uno de
los grandes problemas de la física moderna.
En conclusión, los modelos atómicos reflejan las necesidades y los avances de
una época, siendo la prueba del crecimiento en escalera de la física: de un
momento a otro hay un gran salto, después se acepta la teoría por un tiempo
relativamente largo, para que de un momento a otro sea debatida, enfrentada
y reemplazada por una nueva teoría la cual iniciará otro ciclo de escalera.
¿Que esperamos de un modelo atómico?. Lo que añoramos es la simpleza de
las teorías y de los modelos, tal como lo enuncio Einstein: Cuando un
postulado asombra por su extrema sencillez, ese postulado se vuelve la mejor
de las leyes.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FRISCH, O.R., “La Física Atómica Contemporánea”, Fondo de Cultura
Económica, México D.F., 1975.
GARCIA, M., EWERT, J., “Introducción a la física moderna”, Universidad
Nacional de Colombia, Bogotá D.C., 2008.
MARTIN, R., “Física Moderna”, Limusa, México D.F., 1983.
MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY, “Introducción a la física
cuántica”, Ed. Reverté, Barcelona, 1982.
EJERCICIO
¿Que parámetros pueden ser despreciados y revisados para que la teoría atómica de
Bohr puede ser aceptada como una aproximación de la realidad?.