QUESTÃO 11
O modelo atômico de Bohr trouxe como principal inovação a ideia de que:
A) o núcleo era formado por prótons e elétrons.
B) os elétrons podiam ocupar qualquer órbita ao redor do núcleo.
C) os elétrons se movem ao acaso na eletrosfera.
D) os elétrons se movem em órbitas circulares com energia quantizada.
E) o átomo era uma esfera indivisível.
A) o núcleo era formado por prótons e elétrons.
B) os elétrons podiam ocupar qualquer órbita ao redor do núcleo.
C) os elétrons se movem ao acaso na eletrosfera.
D) os elétrons se movem em órbitas circulares com energia quantizada.
E) o átomo era uma esfera indivisível.
Passo 1
O enunciado apresenta uma pergunta de múltipla escolha sobre a principal inovação trazida pelo modelo atômico de Bohr e dá cinco alternativas (A, B, C, D, E). O que se pede é escolher qual alternativa descreve corretamente essa inovação. As alternativas são:
- A) o núcleo era formado por prótons e elétrons.
- B) os elétrons podiam ocupar qualquer órbita ao redor do núcleo.
- C) os elétrons se movem ao acaso na eletrosfera.
- D) os elétrons se movem em órbitas circulares com energia quantizada.
- E) o átomo era uma esfera indivisível.
Passo 2
Vamos ver claramente o que o modelo de Bohr propôs — passo a passo, sem pular nada.
Primeira ideia importante (postulado das órbitas estacionárias): Bohr postulou que os elétrons se movem em órbitas circulares estáveis ao redor do núcleo e que, enquanto o elétron permanecer numa dessas órbitas, ele não emite radiação eletromagnética. Essas órbitas são chamadas de órbitas estacionárias ou níveis de energia discretos.
Segunda ideia importante (quantização do momento angular): Bohr impôs uma condição de quantização ao momento angular do elétron. Ele disse que o momento angular
do elétron só pode assumir valores discretos dados por
onde:
-
é a massa do elétron, -
é a velocidade do elétron na órbita, -
é o raio da órbita, -
é um número inteiro positivo ( ), -
é a constante de Planck reduzida, .
Essa condição é a chave: ela determina que nem todas as órbitas circulares são permitidas — apenas aquelas cujo momento angular é um múltiplo inteiro de
.
Passo 3
Agora vamos ligar a condição acima às energias permitidas, mostrando por que as energias ficam quantizadas (sem alardear muitos cálculos, mas dando a ideia que dá para usar na prova).
Equilíbrio de forças: o elétron em órbita circular sofre a força centrípeta fornecida pela atração coulombiana entre núcleo e elétron. Usando a constante eletrostática
,
onde
é a carga elementar.
Usando a quantização do momento angular
, podemos eliminar
e obter expressões para os raios permitidos
e para as energias
(detalhe técnico que normalmente se pede em provas):
- raio da
-ésima órbita
- energia total do elétron no nível
O sinal negativo indica que o elétron está ligado ao núcleo. Repare que
só pode assumir valores discretos (para
). Isso é o que se chama energia quantizada: não existe um valor contínuo de energia — apenas valores permitidos.
Passo 4
Consequência física importante (como provar em prova): a radiação eletromagnética (fóton) só é emitida ou absorvida quando o elétron salta de um nível
para outro
. A energia do fóton é dada por
Isto explica por que átomos emitem linhas espectrais discretas (linhas do hidrogênio, por exemplo): as transições entre níveis quantizados geram comprimentos de onda específicos.
Passo 5
Agora vamos comparar cada alternativa com o que acabamos de entender do modelo de Bohr.
-
A) “o núcleo era formado por prótons e elétrons.” — Incorreto. Bohr não propôs que o núcleo contém elétrons; o núcleo contém partículas positivas (prótons) e mais tarde descobriu‑se que também contém nêutrons. A presença de elétrons no núcleo não é proposta por Bohr.
-
B) “os elétrons podiam ocupar qualquer órbita ao redor do núcleo.” — Incorreto. Isso é justamente o oposto: Bohr afirmou que apenas certas órbitas discretas são permitidas (quantização), não qualquer órbita.
-
C) “os elétrons se movem ao acaso na eletrosfera.” — Incorreto. Essa ideia é mais compatível com modelos muito posteriores (modelo quântico probabilístico) ou com uma descrição vaga; Bohr descreveu movimentos bem definidos em órbitas circulares (no seu modelo).
-
D) “os elétrons se movem em órbitas circulares com energia quantizada.” — Correto. Resume exatamente os postulados principais de Bohr: órbitas circulares (órbitas estacionárias) e energias discretas (quantização dos níveis).
-
E) “o átomo era uma esfera indivisível.” — Incorreto. Essa era a ideia de Dalton (átomo indivisível). Bohr descreveu estrutura interna (núcleo + elétrons) e não afirmava indivisibilidade do átomo.
Passo 6
Dica rápida para a prova (prático e direto): quando a alternativa mencionar “órbitas circulares” e “energia quantizada” juntas, é um sinal claro de Bohr. Se aparecerem palavras como “qualquer órbita”, “ao acaso”, ou “átomo indivisível”, descarte — não são inovações de Bohr.
Passo 7
Força final de incentivo: você já entendeu o núcleo das ideias — quantização do momento angular, níveis de energia
e transições que geram linhas espectrais. Isso é exatamente o que os examinadores querem que você reconheça na alternativa correta.
Resposta
D)