¿Qué es el radio de Bohr?

El radio de Bohr es una unidad de medida utilizada en física atómica para describir el radio más pequeño posible de un electrón que orbita el núcleo en un átomo de hidrógeno. Fue desarrollado por Niels Bohr, basado en su modelo de estructura atómica, que se introdujo en 1913. El valor del radio de Bohr se calcula en aproximadamente 0,53 angstroms.

En su modelo de un átomo, Niels Bohr teorizó que los electrones siguen órbitas circulares específicas alrededor del núcleo central, sostenidas en su lugar por la fuerza electrostática. Este modelo luego resultó ser incorrecto y ahora se considera una descripción demasiado simple de la estructura atómica. Las teorías actuales describen la ubicación de los electrones en términos de zonas de probabilidad esféricas, conocidas como capas. Sin embargo, el radio de Bohr todavía se considera útil en física, ya que continúa proporcionando una medición física para el radio más pequeño que puede tener un electrón. Los estudiantes de física a menudo aprenden primero el modelo y las ecuaciones de Bohr, como introducción antes de pasar a modelos más complicados y precisos.

El hidrógeno, con un solo electrón, es el más simple de todos los átomos, razón por la cual el radio de Bohr se basa en él. El modelo de Bohr explica que la órbita de un electrón puede variar según la cantidad de energía que tenga. El radio de Bohr estima la órbita del electrón de hidrógeno mientras está en su estado fundamental, o con la energía más baja.

Hay varios factores utilizados para calcular el radio de Bohr. La constante de Planck reducida, una constante física utilizada en la mecánica cuántica, se divide por varias otras unidades. Estos incluyen la masa del electrón, la velocidad de la luz en el vacío y la constante de estructura fina, que es otra constante física utilizada en física.

Un factor que no se tiene en cuenta en la ecuación del radio de Bohr es la masa reducida, que se refiere a los sistemas en los que dos o más partículas ejercen fuerza entre sí. Cuando el radio se usa como una constante en ecuaciones que se refieren a átomos más complejos, esto tiene sentido y en realidad es más conveniente. Esto se debe al hecho de que la corrección de masa reducida debería ser diferente de la requerida para el hidrógeno, e incluirla haría que el ajuste sea más complicado. Sin embargo, sesga ligeramente la medición del radio del átomo de hidrógeno. Para calcularlo con mayor precisión, hay una segunda fórmula que involucra la longitud de onda de Compton del protón y el electrón del átomo.