Il modello di Bohr

Il modello planetario descrive l'atomo di idrogeno come un minuscolo sistema solare, con l'elettrone in orbita attorno a un nucleo carico positivamente. La fisica classica suggerisce che poiché l'elettrone è una particella carica che si muove in un'orbita circolare, dovrebbe irradiare continuamente energia mentre si muove a spirale nel nucleo carico positivamente. Alla fine, l'atomo collasserebbe.

Tuttavia, questo non viene osservato. Gli atomi sono stabili. Niels Bohr suggerì che ci fossero orbite a determinate distanze fisse dal nucleo.

Queste orbite sono numeri interi numerati indicati dal principale numero quantico, n. L'orbita più vicina al nucleo è n uguale a uno. n può essere qualsiasi numero intero positivo, ma mai zero.

Con l'aumentare di n, aumenta anche il raggio dell'orbitale. Un elettrone che è più lontano dal nucleo subisce una forza elettrostatica più debole ed è attratto meno strettamente dal protone. Ogni orbita corrisponde ad un particolare livello o stato di energia.

I livelli sono quantizzati, il che significa che non sono possibili energie intermedie. Si dice che un elettrone al suo stato energetico più basso e più stabile, con n uguale a uno, sia al suo stato fondamentale. Gli stati energetici superiori, dove n è maggiore di uno, sono detti stati eccitati.

Un elettrone può spostarsi in uno stato energetico diverso solo quando assorbe energia, e salta a un livello più alto, o quando torna indietro a uno stato energetico inferiore e rilascia energia in eccesso sotto forma di un fotone. L'energia assorbita, o emessa, è correlata alla differenza di energia tra il livello di energia finale e quello iniziale. Gli elettroni che si trovano ad un livello di energia più elevato emettono luce di lunghezza d'onda inferiore rispetto agli elettroni che si trovano ad un livello di energia più basso.

Benché il modello di Bohr sia adatto solo per ioni di idrogeno o per elettroni singoli, ha posto le basi per modelli atomici più accurati.