Como podemos descrever a estrutura eletrônica do hidrogênio por Dalton, Thomson e RutherfordBohr?

Passo 1

Beleza, o exercício pede que a gente descreva como cada modelo atômico (Dalton, Thomson e o modelo de Rutherford-Bohr) vê a estrutura eletrônica do átomo de hidrogênio. O conteúdo envolve história dos modelos atômicos e teoria de orbitais/níveis de energia. Para resolver, a gente vai:
  1. Explicar rapidinho o que cada cientista propôs.
  2. Mostrar os pontos fortes/fracos de cada modelo.
  3. No caso do Rutherford-Bohr, entrar um pouco na parte de quantização (com as fórmulas em LaTeX).

Passo 2

Modelo de Dalton (início do século XIX)
  • Dalton dizia que o átomo era a menor partícula possível, indivisível.
  • Não existia ainda a noção de elétron, próton ou núcleo.
  • Para Dalton, o hidrogênio era só uma “bolinha” neutra, sem estrutura interna.
Por isso, nesse modelo não há nada sobre “elétrons girando” ou “níveis de energia” — o átomo é só um bloco sólido.

Passo 3

Modelo de Thomson (1904) – “pudim de passas”
  • Thomson descobriu o elétron em 1897, então passou a imaginar o átomo como uma esfera de carga positiva, com elétrons “embutidos” dentro, tipo passas num pudim.
  • Os elétrons flutuam dentro dessa nuvem positiva para manter o átomo neutro.
  • Ainda não há núcleo, nem órbitas definidas.
Teoria aplicada: equilíbrio eletrostático entre carga positiva “difusa” e os elétrons pontuais.

Passo 4

Modelo de Rutherford-Bohr
a) Rutherford (1911) – núcleo e elétrons em órbita
  • Experimento de dispersão de partículas alfa mostrou que quase toda a massa (e carga positiva) do átomo fica num núcleo bem pequenino.
  • Os elétrons giram ao redor do núcleo, mas no modelo original de Rutherford essa órbita era instável (deveria emitir radiação e colidir com o núcleo).
b) Bohr (1913) – quantização das órbitas
  • Bohr resolveu a instabilidade dizendo que os elétrons só podem ocupar “órbitas permitidas” onde não emitem radiação.
  • Regra de quantização do momento angular: L = mevnrn = nhbar, n=1,2,3,dots
    - Raio da órbita rn = a0,n^2, a0approx0,529;Å:
    En = -13,6;eVn^2Å
  • Energia do elétron no nível :
Teoria aplicada: mecânica quântica “prévia” (apenas quantização de momento angular) e estabilidade de níveis de energia.

Resposta

Dalton: átomo indivisível, sem elétrons.
Thomson: “pudim de passas” – elétrons imersos em carga positiva.
Rutherford-Bohr: núcleo central + elétrons em órbitas quantizadas ( , eV).

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