O modelo atômico de Sommerfeld foi proposto pelo físico alemão Arnold Sommerfeld em 1916 como uma extensão do modelo de Bohr. Este modelo introduziu algumas melhorias em relação ao modelo de Bohr, como a inclusão de órbitas elípticas e a consideração de elétrons em diferentes níveis de energia dentro de uma mesma camada.
Os postulados do modelo de Sommerfeld incluem a ideia de que o elétron se move em uma órbita elíptica ao redor do núcleo, em vez de uma órbita circular como proposto por Bohr. Além disso, Sommerfeld introduziu os números quânticos azimutal e magnético para descrever as diferentes órbitas elípticas em que os elétrons podem se encontrar.
O modelo de Sommerfeld foi um avanço significativo na compreensão da estrutura atômica, fornecendo uma descrição mais precisa do comportamento dos elétrons dentro de um átomo. Apesar de algumas limitações, o modelo de Sommerfeld contribuiu para o desenvolvimento da mecânica quântica e da teoria atômica moderna.
Principais postulados de Sommerfeld na teoria atômica em poucas palavras.
Arnold Sommerfeld foi um físico alemão que contribuiu significativamente para a teoria atômica. Seus principais postulados incluem a introdução de órbitas elípticas e circulares para os elétrons, ao invés das órbitas circulares propostas por Bohr. Ele também incorporou o conceito de momento angular quantizado, o que ajudou a explicar de forma mais precisa as propriedades espectrais dos átomos. Além disso, Sommerfeld introduziu os números quânticos adicionais (número azimutal e número magnético) para descrever as órbitas dos elétrons em um átomo de forma mais completa e complexa.
Principais características do modelo atômico: conheça os principais aspectos desse importante modelo científico.
O modelo atômico de Sommerfeld foi proposto pelo físico alemão Arnold Sommerfeld no início do século XX. Esse modelo apresenta várias características importantes que ajudam a compreender a estrutura dos átomos de uma maneira mais detalhada.
Uma das principais características do modelo atômico de Sommerfeld é a consideração dos níveis de energia dos elétrons em órbita ao redor do núcleo. Diferentemente do modelo de Bohr, que previa órbitas circulares para os elétrons, o modelo de Sommerfeld introduziu órbitas elípticas e circulares, além de introduzir a ideia de subníveis de energia.
Além disso, o modelo de Sommerfeld incorporou o conceito de spin dos elétrons, que é uma propriedade fundamental das partículas subatômicas. Esse modelo também levou em consideração a teoria da relatividade de Einstein, o que contribuiu para uma descrição mais precisa do comportamento dos elétrons nos átomos.
Outro aspecto importante do modelo atômico de Sommerfeld é a explicação dos espectros de emissão e absorção dos átomos. Esse modelo conseguiu prever com maior exatidão as linhas espectrais observadas em experimentos, contribuindo assim para o desenvolvimento da espectroscopia atômica.
Em resumo, o modelo atômico de Sommerfeld apresenta características inovadoras e fundamentais para a compreensão da estrutura dos átomos. Sua abordagem mais complexa e detalhada permitiu avanços significativos na física quântica e na compreensão do comportamento dos elétrons nos átomos.
Qual foi o principal legado deixado por Sommerfeld para a ciência da física?
O principal legado deixado por Sommerfeld para a ciência da física foi o desenvolvimento do Modelo Atômico de Sommerfeld, que trouxe importantes avanços na compreensão da estrutura dos átomos. Este modelo, baseado no Modelo Atômico de Bohr, introduziu a ideia de órbitas elípticas e subníveis de energia, além de incorporar a teoria dos números quânticos.
As características principais do Modelo Atômico de Sommerfeld incluem a consideração de órbitas elípticas ao invés de circulares, a inclusão de um número quântico adicional para descrever a forma da órbita e a introdução de subníveis de energia para explicar as diferentes configurações eletrônicas dos átomos.
Os postulados do Modelo Atômico de Sommerfeld foram fundamentais para avanços posteriores na teoria quântica, fornecendo uma base sólida para a compreensão da estrutura atômica e do comportamento dos elétrons. Graças ao trabalho de Sommerfeld, a física quântica deu um salto significativo, abrindo caminho para novas descobertas e aplicações no campo da física moderna.
Qual é o nome do modelo proposto por Sommerfeld para o átomo?
O modelo proposto por Sommerfeld para o átomo é chamado de modelo atômico de Sommerfeld. Esse modelo foi desenvolvido pelo físico alemão Arnold Sommerfeld no início do século XX, como uma extensão do modelo de Bohr. Uma das principais características do modelo de Sommerfeld é a ideia de órbitas elípticas para os elétrons ao redor do núcleo atômico, em oposição às órbitas circulares propostas por Bohr. Além disso, Sommerfeld introduziu o conceito de números quânticos para descrever as diferentes propriedades dos elétrons em um átomo.
Modelo atômico de Sommerfeld: características e postulados
O modelo atômico de Sommerfeld é uma versão aprimorada do modelo de Bohr , na qual o comportamento dos elétrons é explicado pela existência de diferentes níveis de energia no átomo. Arnold Sommerfeld publicou sua proposta em 1916, explicando as limitações desse modelo aplicando a teoria da relatividade de Einstein.
O principal físico alemão descobriu que em alguns átomos os elétrons atingiam velocidades próximas à velocidade da luz. Em vista disso, ele escolheu basear sua análise na teoria relativística. Essa decisão foi controversa para a época, uma vez que a teoria da relatividade ainda não havia sido aceita na comunidade científica até então.
Assim, Sommerfeld desafiou os preceitos científicos da época e deu uma abordagem diferente à modelagem atômica.
Caracteristicas
Limitações do modelo atômico de Bohr
O modelo atômico de Sommerfeld surge para refinar as deficiências do modelo atômico de Bohr. As proposições desse modelo, em termos gerais, são as seguintes:
– Os elétrons descrevem órbitas circulares ao redor do núcleo, sem irradiar energia.
– Nem todas as órbitas eram possíveis. Somente órbitas cujo momento angular do elétron atende a certas características são ativadas. Deve-se notar que o momento angular de uma partícula depende de um compêndio de todas as suas magnitudes (velocidade, massa e distância) em relação ao centro da curva.
– A energia liberada quando um elétron desce de uma órbita para outra é emitida na forma de energia luminosa (fóton).
Embora o modelo atômico de Bohr descrevesse perfeitamente o comportamento do átomo de hidrogênio, seus postulados não eram replicáveis para outros tipos de elementos.
Quando os espectros obtidos a partir de átomos de outros elementos que não o hidrogênio foram analisados, detectou-se que os elétrons localizados no mesmo nível de energia podiam conter energias diferentes.
Assim, cada uma das bases do modelo era refutável da perspectiva da física clássica. A lista a seguir detalha as teorias que contradizem o modelo, de acordo com a numeração anterior:
– De acordo com as leis eletromagnéticas de Maxwell, todas as cargas sujeitas a alguma aceleração emitem energia na forma de radiação eletromagnética.
– Dada a posição da física clássica, era inconcebível que um elétron não pudesse orbitar livremente a qualquer distância do núcleo.
– Até então, a comunidade científica tinha uma firme convicção sobre a natureza das ondas da luz, e a idéia de que ela era apresentada como uma partícula não era contemplada até então.
Contribuição de Sommerfeld
Arnold Sommerfeld concluiu que a diferença de energia entre os elétrons – embora eles estivessem no mesmo nível de energia – era devido à existência de subníveis de energia dentro de cada nível.
Sommerfeld confiou na Lei de Coulomb para afirmar que, se um elétron for submetido a uma força inversamente proporcional ao quadrado da distância, a trajetória descrita deve ser elíptica e não estritamente circular.
Além disso, baseava-se na teoria da relatividade de Einstein para fornecer aos elétrons um tratamento diferente e avaliar seu comportamento com base nas velocidades atingidas por essas partículas fundamentais.
Experiência
O uso de espectroscópios de alta resolução para a análise da teoria atômica revelou a existência de linhas espectrais muito finas que Niels Bohr não havia detectado e para as quais o modelo proposto por ele não forneceu uma solução.
Em vista disso, Sommerfeld repetiu os experimentos de decomposição da luz em seu espectro eletromagnético, usando eletroscópios de ponta até então.
A partir de suas investigações, Sommerfeld deduziu que a energia contida na órbita estacionária do elétron depende dos comprimentos dos semi-eixos da elipse que descreve a órbita.
Essa dependência é dada pelo quociente que existe entre o comprimento do eixo semi-maior e o comprimento do semi-eixo menor da elipse, e seu valor é relativo.
Portanto, quando um elétron muda de um nível de energia para um mais baixo, órbitas diferentes podem ser ativadas dependendo do comprimento do meio eixo menor da elipse.
Além disso, Sommerfeld também observou que as linhas espectrais foram implantadas. A explicação que o cientista atribuiu a esse fenômeno foi a versatilidade das órbitas, pois elas podem ser elípticas ou circulares.
Assim, Sommerfeld explicou por que linhas espectrais finas eram visíveis no momento da realização da análise com o espectroscópio.
Postulados
Após vários meses de estudos aplicando a lei de Coulomb e a teoria da relatividade para explicar as deficiências do modelo de Bohr, em 1916, Sommerfeld anunciou duas modificações básicas no modelo mencionado:
– Órbitas eletrônicas podem ser circulares ou elípticas.
– Os elétrons atingem velocidades relativísticas; isto é, valores próximos à velocidade da luz.
Sommerfeld definiu duas variáveis quânticas que permitem descrever o momento angular orbital e a forma do orbital para cada átomo. Estes são:
Número quântico principal “n”
Quantize o eixo semi-principal da elipse descrito pelo elétron.
Número quântico secundário “I”
Quantize o semi-eixo menor da elipse descrito pelo elétron.
Este último valor, também conhecido como número quântico azimutal, foi designado com a letra “I” e adquire valores que variam de 0 a n-1, sendo n o número quântico principal do átomo.
Dependendo do valor do número quântico azimutal, Sommerfeld atribuiu diferentes denominações para as órbitas, conforme detalhado abaixo:
– l = 0 → S. orbitais
– l = 1 → orbital principal ou orbital p.
– l = 2 → orbital difuso ou orbital d.
– I = 3 → orbital fundamental f orbital f.
Além disso, Sommerfeld indicou que o núcleo dos átomos não era estático. De acordo com o modelo proposto por ele, o núcleo e os elétrons se movem em torno do centro de massa do átomo.
Limitações
As principais deficiências do modelo atômico de Sommerfeld são as seguintes:
– A suposição de que o momento angular é quantificado como um produto da massa pela velocidade e raio do movimento é falsa. O momento angular depende da natureza da onda de elétrons.
– O modelo não especifica o que desencadeia o salto de um elétron de uma órbita para outra, nem pode descrever o comportamento do sistema durante a transição do elétron entre órbitas estáveis.
– Sob os preceitos do modelo, é impossível conhecer a intensidade das frequências espectrais de emissão.
Referências
- Bathia, L. (2017). Modelo atômico de Sommerfeld. Recuperado de: chemistryonline.guru.
- Explique em detalhes como Sommerfeld estendeu a Teoria de Bohr (sf). Recuperado de: thebigger.com
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- Modelo atômico de Bohr-Sommerfeld (sf). IES La Magdalena. Aviles, Espanha. Recuperado de: fisquiweb.es
- Parker, P. (2001). O modelo de átomo de Bohr-Sommerfeld. Projeto Physnet Universidade Estadual de Michigan. Michigan, EUA Recuperado de: physnet.org