Como o modelo de Bohr ajudou no avanço da espectroscopia?
Passo 1
O enunciado pergunta como o modelo de Bohr ajudou no avanço da espectroscopia. O conteúdo envolve os postulados de quantização de energia para o átomo de hidrogênio e a relação entre transições eletrônicas e linhas espectrais, ou seja, espectroscopia atômica.
Passo 2
Apresentamos os postulados básicos de Bohr para o átomo de hidrogênio, que foram fundamentais para explicar linhas espectrais discretas:
- Os elétrons só podem orbitar o núcleo em órbitas estacionárias com momento angular quantizado:
- Nessas órbitas estacionárias, a energia do elétron é fixa, sem emissão contínua de radiação.
- A emissão ou absorção de um fóton ocorre quando o elétron salta entre duas órbitas estacionárias, com energia do fóton dada por
Passo 3
Derivamos a expressão para os níveis de energia de Bohr, que leva em conta a atração coulombiana e o postulado do momento angular:
onde
é a constante de Rydberg para o hidrogênio. Logo, a frequência do fóton emitido em uma transição
é
Passo 4
Com essa fórmula, Bohr explicou quantitativamente cada série espectral observada (Lyman, Balmer, Paschen etc.), reproduzindo a fórmula empírica de Rydberg que até então não tinha fundamentação teórica. Isso permitiu:
– Prever com precisão o comprimento de onda de cada linha espectral.
– Entender que as linhas surgem de saltos eletrônicos entre níveis de energia discretos.
– Unificar diferentes séries espectrais num mesmo modelo atômico.
– Prever com precisão o comprimento de onda
– Entender que as linhas surgem de saltos eletrônicos entre níveis de energia discretos.
– Unificar diferentes séries espectrais num mesmo modelo atômico.
Passo 5
O sucesso do modelo de Bohr em reproduzir as linhas espectrais do hidrogênio deu credibilidade à ideia de quantização de energia, estimulou o desenvolvimento da mecânica quântica e transformou a espectroscopia num método confiável para investigar estruturas atômicas e moleculares.
Resposta
O modelo de Bohr avançou a espectroscopia ao fornecer uma fundamentação teórica para as linhas espectrais discretas, derivando a fórmula de Rydberg a partir de postulados quânticos e possibilitando o cálculo preciso dos comprimentos de onda de emissão e absorção atômica.