Hoje em dia, em muitos museus de ciência, a estrutura atômica é ilustrada por um modelo de um átomo com o núcleo central rodeado de elétrons movendo-se em orbitas circulares. O que está errado nesta visão do átomo?
Passo 1
Beleza, o enunciado tá perguntando qual é o erro de mostrar um átomo como se tivesse um núcleo central com elétrons girando em órbitas circulares, tipo planetas ao redor do Sol. O conteúdo é de mecânica quântica e vamos usar ideias básicas como o princípio da incerteza de Heisenberg e o conceito de orbital atômico para mostrar por que essa imagem clássica não bate.
Passo 2
Pra começar, na física clássica (o tal “modelo planetário”), a gente imagina um elétron como uma partícula pontual que segue uma trajetória bem definida e fechada. Mas na realidade quântica a gente não pode falar em trajetória definida. Entra aí o Princípio da Incerteza de Heisenberg, que afirma:
Isso quer dizer que, se você tentar saber direitinho a posição (
pequena) do elétron, você automaticamente perde precisão na velocidade/momento (
grande), e vice-versa. Logo, não faz sentido falar que o elétron “passa” todo instante num ponto da órbita.
Passo 3
Além disso, o comportamento do elétron é descrito por uma função de onda
, que é solução da equação de Schrödinger:
Dessa função de onda surgem as chamadas “orbitais” – regiões de probabilidade onde o elétron pode ser encontrado. Essas regiões não são anéis ou círculos, mas nuvens eletrônicas com formatos variados (esféricos, lobulares etc.). O elétron não está “girando” num caminho fixo, ele está distribuído segundo a densidade
.
Resposta
O modelo clássico com elétrons em órbitas circulares erra porque, na mecânica quântica, elétrons não têm trajetória bem definida nem “orbitam” como planetas. Em vez disso, eles são descritos por funções de onda e ocupam orbitais—zonas de probabilidade—e obedecem ao princípio da incerteza de Heisenberg.