X. EL MODELO DE BOHR

SI TOMAMOS seriamente el modelo planetario del átomo, pronto encontramos dificultades insuperables para la física clásica. En efecto, a diferencia de los planetas que rodean al Sol, los electrones son partículas cargadas. Para orbitar alrededor del núcleo, deben ser acelerados hacia él. Como ya mencionamos, emiten entonces radiación electromagnética, como toda carga que cambia su velocidad. Pero esto implica emitir energía, la cual toman de su energía cinética. Llegará un momento, pues, en que su velocidad se reduzca a cero, cayendo indefectiblemente al centro. Este proceso, que según la teoría clásica ocurriría muy rápidamente, implica que el átomo planetario no es estable. ñY esto contradice obviamente toda nuestra experiencia!

Después de mil vicisitudes, logra Niels Bohr realizar el viaje entre Dinamarca e Inglaterra, ya en los albores de la primera Guerra Mundial. Va a ponerse en contacto con Rutherford. Inspirado por las ideas de Planck, Bohr sugirió que así como la energía de la luz podría darse sólo en cuantos, podría haber ciertas órbitas especiales, y que al moverse en ellas podría un electrón no emitir energía. Esta emisión sólo se daría cuando un electrón brincara de una de esas órbitas especiales a otra. La diferencia de energía entre las órbitas se utilizaría para construir el cuanto de energía, y la luz emitida por el átomo tendría sólo ciertas frecuencias discretas.

Con su hipótesis de las órbitas especiales, o cuantizadas, como dio en llamárseles, Bohr resolvía varios problemas a la vez. Por un lado, evitaba la inestabilidad del átomo planetario; además, explicaba el espectro del átomo de hidrógeno con bastante precisión; finalmente, con el modelo de Bohr se entendían los estudios de Moseley, otro discípulo de Rutherford, sobre los rayos X.

Moseley había encontrado, luego de un análisis sistemático de los rayos X emitidos por diferentes materiales después de que incidían sobre ellos electrones muy veloces, que existe una relación entre las frecuencias de estos rayos y el tipo del material, o sea, del lugar que ocupa en la tabla periódica de los átomos. Cada elemento tenía un espectro característico de rayos X, como lo tenía también de emisión de luz, según había descubierto mucho antes Bunsen. La explicación que Bohr dio de este hecho es la siguiente: un electrón de los rayos catódicos saca a un electrón atómico de su órbita. Pronto, otro ha de ocupar su lugar. Este brinco puede dar origen a la emisión de un rayo X, cuando la diferencia de energías es grande entre las dos órbitas.

Sin embargo, el modelo de Bohr no resultó la panacea atómica. En particular, no explica satisfactoriamente la estructura de átomos más complejos que el hidrógeno. Hubieron de pasar más de diez años, hasta 1924, para que surgiera una teoría satisfactoria, que resultó por demás revolucionaria pues reemplazó a toda la física clásica.