O modelo atômico de Schrödinger foi desenvolvido em 1926. É o modelo da mecânica quântica do átomo que partiu da equação de Schrödiger. Com essa equação foi possível saber a probabilidade de encontrar um elétron em um determinado ponto de um átomo. Atualmente, não existe um modelo mais preciso da estrutura do átomo, por isso também nos referimos a ele como o modelo atômico atual.
Até então, considerava-se que os elétrons giravam apenas em órbitas circulares ao redor do núcleo atômico. Erwin Schrödinger afirmou que os elétrons também podiam girar em órbitas elípticas mais complexas e calcular efeitos relativísticos.
As soluções para a equação de onda de Schrödinger são de alta complexidade matemática e também são conhecidas como funções de onda. A função de onda fornece apenas a probabilidade de encontrar um elétron em um determinado ponto ao redor do núcleo.
O modelo atômico atual foi desenvolvido por Schrödinger e Heisenberg com base na dualidade da onda de partículas.
Quais são as limitações do modelo atômico de Bohr?
A crença de que o átomo era composto de um núcleo carregado positivamente rodeado por elétrons carregados negativamente foi mantida até 1932.
O modelo atômico de Bohr foi um bom ajuste quando se tratava do átomo de hidrogênio. No entanto, ao aplicar o mesmo modelo a outros átomos, especialmente com números atômicos elevados, a energia dos elétrons no mesmo nível variou.
Esta variação de energia não foi explicada no modelo de Niels Bohr e, portanto, foi necessário corrigir o modelo.
A proposta de correção era considerar que dentro do mesmo nível de energia existiam outros subníveis. Esses níveis surgiram naturalmente pela adição de correções relativísticas e órbitas elípticas.
A descoberta do nêutron veio em 1932 por James Chadwick. O surgimento dessa nova partícula atômica aproximou os cientistas de um modelo mais realista do átomo.
Quais são as diferenças entre os modelos atômicos de Schrödinger e Bohr?
O modelo atômico de Bohr estabeleceu um caminho exato para cada elétron dentro do átomo. No entanto, o modelo da mecânica quântica apenas prevê as probabilidades da posição do elétron.
Para resolver a equação de Schrödinger, você precisa quantificar as energias dos elétrons. Por outro lado, no modelo de Bohr, esses números quânticos foram assumidos sem base matemática.
Características do modelo atômico de Schrödinger
Inicialmente, o modelo de Schrödinger considerava que os elétrons agiam como ondas de matéria. Dessa forma, a equação apresentada por Schrödinger indica a evolução dessa onda material no espaço e no tempo.
Mais tarde, o físico alemão Max Born fez uma interpretação probabilística da função de onda dos elétrons. No entanto, nessas previsões, o momento e a posição não podiam ser conhecidos ao mesmo tempo devido ao princípio da incerteza de Heisenberg.
Este novo modelo pode ser representado como uma nuvem de pontos (elétrons) ao redor do núcleo do átomo. Nesta nuvem de pontos, a probabilidade de encontrar o elétron aumenta com a densidade dos pontos. Desta forma, Schrödinger introduziu pela primeira vez o conceito de níveis de subenergia.
O que o modelo atômico de Schrödinger prevê?
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A variação dos níveis de energia dos elétrons quando há um campo elétrico ou um campo magnético.
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As linhas de emissão espectral, tanto de átomos ionizados quanto neutros.
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Além disso, o modelo explica a estabilidade das moléculas e ligações químicas.
O que há de errado com o modelo da mecânica quântica do átomo?
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Não leva em consideração os efeitos relativísticos dos elétrons rápidos.
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O modelo também não leva em conta o giro eletrônico.
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Finalmente, este modelo não pode explicar por que um elétron em um estado quântico excitado pode decair para um nível de energia inferior se houver um livre.