Diferencia clave: Bohr vs modelo cuántico
El modelo de Bohr y el modelo cuántico son modelos que explican la estructura de un átomo. El modelo de Bohr también se llama modelo de Rutherford-Bohr porque es una modificación del modelo de Rutherford. El modelo de Bohr fue propuesto por Niels Bohr en 1915. El modelo cuántico es el modelo moderno de un átomo. La diferencia clave entre Bohr y el modelo cuántico es que el modelo de Bohr establece que los electrones se comportan como partículas, mientras que el modelo cuántico explica que el electrón tiene un comportamiento tanto de partícula como de onda.
¿Qué es el modelo de Bohr?
Como se mencionó anteriormente, el modelo de Bohr es una modificación del modelo de Rutherford, ya que el modelo de Bohr explica la estructura del átomo compuesto por un núcleo rodeado de electrones. Pero el modelo de Bohr es más avanzado que el modelo de Rutherford porque dice que los electrones siempre viajan en capas u órbitas específicas alrededor del núcleo. Esto también establece que estas capas tienen diferentes energías y tienen forma esférica. Eso fue sugerido por las observaciones de los espectros de líneas para el átomo de hidrógeno.
Debido a la presencia de líneas discretas en los espectros de líneas, Bohr afirmó que los orbitales de un átomo tienen energías fijas y que los electrones pueden s altar de un nivel de energía a otro emitiendo o absorbiendo energía, dando como resultado una línea en el espectros de línea.
Principales postulados del modelo de Bohr
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Los electrones se mueven alrededor del núcleo en orbitales esféricos que tienen un tamaño y energía fijos.
- Cada órbita tiene un radio diferente y se nombra desde el núcleo hacia el exterior como n=1, 2, 3, etc. o n=K, L, M, etc. donde n es el número fijo del nivel de energía.
- La energía de un orbital está relacionada con su tamaño.
- La órbita más pequeña tiene la energía más baja. El átomo es completamente estable cuando los electrones están en el nivel de energía más bajo.
- Cuando un electrón se mueve en un determinado orbital, la energía de ese electrón es constante.
- Los electrones pueden pasar de un nivel de energía a otro absorbiendo o liberando energía.
- Este movimiento provoca radiación.
El modelo de Bohr se ajusta perfectamente al átomo de hidrógeno que tiene un solo electrón y un pequeño núcleo cargado positivamente. Aparte de eso, Bohr usó la constante de Plank para calcular la energía de los niveles de energía del átomo.
Figura 01: El modelo de Bohr para el hidrógeno
Pero hubo algunos inconvenientes del modelo de Bohr al explicar la estructura atómica de los átomos distintos del hidrógeno.
Limitaciones del modelo de Bohr
- El modelo de Bohr no pudo explicar el efecto Zeeman (efecto del campo magnético en el espectro atómico).
- No podía explicar el efecto Stark (efecto del campo eléctrico en el espectro atómico).
- El modelo de Bohr no explica los espectros atómicos de los átomos más grandes.
¿Qué es el modelo cuántico?
Aunque el modelo cuántico es mucho más difícil de entender que el modelo de Bohr, explica con precisión las observaciones relativas a los átomos grandes o complejos. Este modelo cuántico se basa en la teoría cuántica. Según la teoría cuántica, un electrón tiene dualidad onda-partícula y es imposible localizar la posición exacta del electrón (principio de incertidumbre). Por lo tanto, este modelo se basa principalmente en la probabilidad de que un electrón se encuentre en cualquier lugar del orbital. También establece que los orbitales no siempre son esféricos. Los orbitales tienen formas particulares para diferentes niveles de energía y son estructuras 3D.
Según el modelo cuántico, a un electrón se le puede dar un nombre con el uso de números cuánticos. En esto se utilizan cuatro tipos de números cuánticos:
- Número cuántico principal, n
- Número cuántico de momento angular, I
- Número cuántico magnético, ml
- Número cuántico de giro, ms
El número cuántico principal explica la distancia media del orbital al núcleo y el nivel de energía. El número cuántico del momento angular explica la forma del orbital. El número cuántico magnético describe la orientación de los orbitales en el espacio. El número cuántico de espín da el giro de un electrón en un campo magnético y las características de onda del electrón.
Figura 2: Estructura espacial de los orbitales atómicos.
¿Cuál es la diferencia entre Bohr y el modelo cuántico?
Bohr frente al modelo cuántico |
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| El modelo de Bohr es un modelo atómico propuesto por Niels Bohr (en 1915) para explicar la estructura de un átomo. | El modelo cuántico es un modelo atómico que se considera el modelo atómico moderno para explicar con precisión la estructura de un átomo. |
| Comportamiento de los electrones | |
| El modelo de Bohr explica el comportamiento de las partículas de un electrón. | El modelo cuántico explica la dualidad onda-partícula de un electrón. |
| Aplicaciones | |
| El modelo de Bohr se puede aplicar para átomos de hidrógeno pero no para átomos grandes. | El modelo cuántico se puede utilizar para cualquier átomo, incluidos los más pequeños y los átomos grandes y complejos. |
| Forma de los orbitales | |
| El modelo de Bohr no describe las formas exactas de cada orbital. | El modelo cuántico describe todas las formas posibles que puede tener un orbital. |
| Efectos electromagnéticos | |
| El modelo de Bohr no explica el efecto Zeeman (efecto del campo magnético) ni el efecto Stark (efecto del campo eléctrico). | El modelo cuántico explica con precisión los efectos Zeeman y Stark. |
| Números cuánticos | |
| El modelo de Bohr no describe los números cuánticos distintos del número cuántico principal. | El modelo cuántico describe los cuatro números cuánticos y las características de un electrón. |
Resumen: Bohr frente al modelo cuántico
Aunque los científicos propusieron varios modelos atómicos diferentes, los modelos más notables fueron el modelo de Bohr y el modelo cuántico. Estos dos modelos están estrechamente relacionados, pero el modelo cuántico es mucho más detallado que el modelo de Bohr. Según el modelo de Bohr, un electrón se comporta como una partícula, mientras que el modelo cuántico explica que el electrón tiene un comportamiento tanto de partícula como de onda. Esta es la principal diferencia entre Bohr y el modelo cuántico.
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