Qual é o raio de Bohr?

O raio de Bohr é uma unidade de medida usada na física atômica para descrever o menor raio possível de um elétron que orbita o núcleo em um átomo de hidrogênio. Foi desenvolvido por Niels Bohr, com base em seu modelo de estrutura atômica, que foi introduzido em 1913. O valor do raio de Bohr é calculado em aproximadamente 0,53 angstroms.

Em seu modelo de átomo, Niels Bohr teorizou que os elétrons seguem órbitas circulares específicas ao redor do núcleo central, mantidas no lugar pela força eletrostática. Mais tarde, esse modelo se mostrou incorreto e agora é considerado uma descrição muito simples da estrutura atômica. As teorias atuais descrevem a localização dos elétrons em termos de zonas esféricas de probabilidade, conhecidas como conchas. No entanto, o raio de Bohr ainda é considerado útil na física, pois continua a fornecer uma medida física para o menor raio que um elétron possa ter. Os estudantes de física geralmente aprendem o modelo e as equações de Bohr primeiro, como uma introdução antes de passar para modelos mais complicados e precisos.

O hidrogênio, com apenas um elétron, é o mais simples de todos os átomos, razão pela qual o raio de Bohr se baseia nele. O modelo de Bohr explica que a órbita de um elétron pode variar dependendo da quantidade de energia que ele possui. O raio de Bohr estima a órbita do elétron de hidrogênio enquanto este está no estado fundamental ou com a menor energia.

Existem vários fatores usados ​​para calcular o raio de Bohr. A constante de Planck reduzida, uma constante física usada na mecânica quântica, é dividida por várias outras unidades. Isso inclui a massa do elétron, a velocidade da luz no vácuo e a constante da estrutura fina, que é outra constante física usada na física.

Um fator que não é explicado pela equação do raio de Bohr é a massa reduzida, que se refere a sistemas em que duas ou mais partículas exercem força uma sobre a outra. Quando o raio é usado como constante nas equações referentes a átomos mais complexos, isso faz sentido e é realmente mais conveniente. Isso se deve ao fato de que a correção de massa reduzida precisaria ser diferente da necessária para o hidrogênio, e incluí-lo tornaria o ajuste mais complicado. Porém, distorce ligeiramente a medição do raio do átomo de hidrogênio. Para calcular com mais precisão, existe uma segunda fórmula envolvendo o comprimento de onda de Compton do próton e do elétron do átomo.