Por que o modelo de Bohr não explica bem átomos com mais de um elétron?
Passo 1
O enunciado pergunta por que o modelo de Bohr, que descreve o átomo de hidrogênio, deixa de funcionar quando temos átomos com mais de um elétron. O conteúdo aqui é o modelo atômico de Bohr e suas limitações; para entender a resposta, vamos rever as hipóteses centrais de Bohr e comparar com a realidade de átomos polieletrônicos.
Passo 2
O modelo de Bohr parte das seguintes ideias principais:
- O elétron descreve órbitas circulares fixas em torno de um núcleo pontual de carga
, sob o potencial coulombiano
- Somente são permitidos estados estacionários nos quais o momento angular do elétron é quantizado:
- Nessas órbitas o elétron não irradia energia, e cada nível
tem energia
Esse conjunto de hipóteses funciona muito bem para um único elétron (átomos hidrogenoides,
).
Passo 3
Em átomos com dois ou mais elétrons surgem fenômenos que o modelo de Bohr não contempla:
- Interação elétron–elétron: cada elétron “vê” um potencial efetivo diferente do puro
. Há blindagem do núcleo pelos elétrons mais internos, e o potencial deixa de ser do tipo exato. - Quebra de simetria esférica pura e acoplamentos: os elétrons interagem entre si e o momento angular total não se decompõe simplesmente em órbitas independentes e circulares.
- Em decorrência, as expressões analíticas de
de Bohr não se aplicam, pois não há um único quantizador de momento angular nem órbitas circulares perfeitas.
Passo 4
Além das interações mútuas, o modelo de Bohr é semiclassico e não incorpora dois pilares da mecânica quântica moderna:
- O princípio da incerteza de Heisenberg impede definir simultaneamente posição e momento com precisão.
- A solução do elétron em átomos reais requer orbitais (funções de onda) e efeitos de spin, que geram subníveis (s, p, d, f) e estrutura fina.
Por tudo isso, átomos polieletrônicos só são tratados corretamente com a equação de Schrödinger e métodos de muitos corpos como Hartree–Fock ou DFT.
Resposta
O modelo de Bohr falha em átomos com mais de um elétron porque não inclui a interação elétron–elétron nem a blindagem do núcleo, assume órbitas circulares quantizadas de forma independente e usa um potencial puramente coulombiano
. Além disso, é semiclassico e ignora princípios essenciais da mecânica quântica (incerteza, orbitais, spin), sendo incapaz de gerar os níveis de energia e subníveis observados em átomos polieletrônicos.