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O modelo atômico de Schrödinger, o modelo da mecânica quântica do átomo

O modelo atômico de Schrödinger, o modelo da mecânica quântica do átomo

O modelo atômico de Schrödinger foi desenvolvido em 1926. É o modelo da mecânica quântica do átomo que partiu da equação de Schrödiger. Em 1926, Erwin Schrödinger desenvolveu esta equação para determinar a probabilidade de encontrar um elétron em um determinado ponto de um átomo.

Até então, os elétrons eram considerados apenas girando em órbitas circulares ao redor do núcleo atômico de acordo com o modelo atômico de Bohr. Schrödinger afirmou que os elétrons também podiam girar em órbitas elípticas mais complexas e calcular efeitos relativísticos.

Soluções para a equação de onda de Schrödinger 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.

Quais são as limitações do modelo atômico de Bohr?

Até 1932, acreditava-se que o átomo era composto de um núcleo carregado positivamente rodeado por elétrons carregados negativamente.

O modelo de Bohr funcionou para o átomo de hidrogênio. Porém, quando o modelo foi aplicado a outros átomos, observou-se que elétrons de mesmo nível de energia variaram ligeiramente.

Esta variação não pôde ser explicada no modelo de Niels Bohr e, portanto, exigiu alguma correção. A proposta era que dentro do mesmo nível de energia existissem subníveis. A maneira concreta pela qual esses subníveis surgiram naturalmente foi incorporando órbitas elípticas e correções relativísticas.

Em 1932, James Chadwick bombardeou átomos de berílio com partículas alfa. Uma radiação desconhecida foi emitida. Essa partícula era o nêutron e sua descoberta aproximou os cientistas de um modelo mais adequado 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 é necessário quantificar as energias dos elétrons. Por outro lado, no modelo de Bohr, esses números quânticos foram assumidos sem base matemática.

Características do modelo

O modelo atômico de Schrödinger originalmente concebido de elétrons como ondas de matéria. Assim, a equação de Schrödinger descreve a evolução no tempo e no espaço da referida onda material.

Mais tarde, Max Born propôs uma interpretação probabilística da função de onda dos elétrons. No entanto, essa interpretação foi um modelo probabilístico que permitiu fazer previsões empíricas, mas em que a posição e o momento não podem ser conhecidos simultaneamente, devido ao princípio da incerteza .

Este modelo atômico de Schrödinger pode ser representado como uma nuvem de elétrons em torno do núcleo do átomo. Nos pontos onde essa nuvem é mais densa, a probabilidade de encontrar o elétron é maior. Portanto, este modelo introduziu o conceito de níveis de subenergia.

O que o modelo atômico de Schrödinger prevê?

O modelo atômico de Schrödinger prevê:

  • As linhas de emissão espectral de átomos neutros e ionizados.

  • A modificação dos níveis de energia quando há um campo magnético ou elétrico.

  • Além disso, com certas modificações semi-heurísticas, o modelo explica a ligação química e a estabilidade das moléculas.

O que há de errado com o modelo da mecânica quântica do átomo?

O modelo de Schrödinger está incompleto nos seguintes aspectos:

  • Não leva em consideração o giro eletrônico.

  • O modelo ignora os efeitos relativísticos dos elétrons rápidos.

  • O modelo de Schrödinger não explica por que um elétron em um estado quântico excitado decai para um nível inferior se houver um livre.

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Data de publicação: 18 de agosto de 2021
Última revisão: 18 de agosto de 2021