Quando estava na escola, aprendi (com Demócrito) que um átomo era semelhante a um sistema solar, com o núcleo sendo o Sol e os elétrons sendo os planetas. Claro, existem algumas diferenças:
-
O “sol” não é uma entidade única, mas uma coleção de prótons e nuetrons.
-
Dois planetas podem compartilhar uma órbita (o que também pode ser possível em um sistema solar, mas isso não acontece em nosso sistema solar).
Este modelo ainda é válido? Aqui estão meus problemas com isso:
-
Em “Certamente você” está brincando, Sr. Feynman “, Richard Feynman sugere que os elétrons são mais um conceito teórico do que objetos reais.
-
Tenho problemas para entender as ligações atômicas (iônicas e covalentes) neste modelo.
-
Também tenho problemas para entender o “salto da órbita” do elétron em este modelo, assim como várias outras coisas.
Existe um modelo melhor para alguém que está aprendendo isso pela primeira vez?
Comentários
- primeiro, não é do Demokrit. Como não temos textos originais, não sabemos se ele tinha ideias para alguns " estrutura " de seus " átomos ". 2º este modelo de Bohr nunca foi realmente " válido ", (pelos padrões de hoje) porque tinha mais falhas do que vantagens. Foi somente após as idéias de DeBroglies que o modelo de Bohrs ganhou d algum respeito. E o resto: já ouviu falar de mecânica quântica? Para química, use melhor pela Schr ö equação dingers.
- É ' válida no sentido de que ' uma imagem geométrica para ajudá-lo a visualizar sua escala. Ele ' não é válido no sentido de que todos os processos ocorrendo nessa escala são descritos pela teoria quântica, que não é nada semelhante à gravidade.
- Como é que você tem problemas para entender a ligação iônica neste modelo?
- btw, definitivamente não é Demokrit. Seus átomos não tinham tamanho, a estrutura era algumas propriedades internas " rithmos, diatigue, trop ". Os átomos de Epicuro tinham alguns tamanhos diminutos, e Copérnico faz a comparação entre o tamanho de um átomo e o tamanho do sistema solar, mas sem implicar em nenhuma semelhança ou subestrutura.
Resposta
Sim, o modelo é tão válido como sempre foi e não, não existem modelos melhores para explicá-lo a alguém pela primeira vez (IMHO).
Como Georg aponta, o modelo nunca foi matematicamente válido; simplesmente não é possível traduzir o modelo relativístico de um sistema planetário para a estrutura atômica. Se o público for esperado, ou pretendido, realmente usar o modelo para fazer previsões quantitativas, o modelo planetário é bastante inútil …
No entanto, as pessoas que estão aprendendo sobre átomos pela primeira vez quase certamente não vão usar o modelo para fazer previsões quantitativas. os sistemas escolares dos EUA introduzem o conceito de átomos antes dos 14 anos. Quando você tem talvez uma hora por dia alguns dias sim falar de estrutura atômica, simplesmente não vai ser possível abordar o assunto com mais detalhes.
O modelo planetário não corresponde à realidade nem faz previsões válidas, mas para uma criança de 12 anos quem tem algum conceito de como as coisas podem orbitar umas em torno das outras, o modelo planetário pelo menos dá algumas das idéias certas. Permite ao aluno visualizar e diferenciar entre um núcleo e elétrons [física nuclear]; para conceituar perda, ganho e compartilhamento de elétrons [química]; o movimento dos elétrons ao longo de um material [eletricidade e magnetismo]; e, eventualmente, emissão e absorção de fótons [óptica].
Considerando que apenas um número muito pequeno desses alunos continuará a aprender física em um nível superior, as vantagens parecem superar as falhas. Este é especialmente o caso, considerando que aqueles que prosseguem para aprender mais tendem a ser os alunos mais capazes de abandonar o modelo antigo.
Comentários
- Honestamente, ' é possível obter ainda mais do modelo do que o que listei acima. Em um nível muito mais profundo, o modelo implica corretamente que os elétrons ocupam um espaço radialmente mais distante do centro do que os nêutrons e os prótons; essa distância tende a aumentar com o número de elétrons; nêutrons e prótons são excluídos de ocupar o mesmo espaço físico; e as reações químicas são mais prováveis do que as nucleares. Em um nível qualitativo, o modelo não é ' tão ruim.
- Isso significa que o modelo é útil , como Platão ' s « mentira medicinal.» Não indica que seja válido . Conheci uma professora de filosofia que desistiu das ciências no ensino médio depois que descobriu que seus professores anteriores mentiram para ela usando esse modelo planetário … e ela não ' t concordo com Platão também ….
- Acho que concordo com Joseph aqui: o modelo é útil , mas não válido . No mínimo, começar dizendo " Sim, o modelo é tão válido quanto sempre foi " é totalmente enganoso (até embora eu veja como isso poderia ser tecnicamente considerado uma afirmação verdadeira).
- E qual modelo você propõe é válido? É possível ter graus de validade? Se você exige correlação absoluta entre teoria e realidade, o modelo padrão da física de partículas é certamente inválido. A pergunta feita se o modelo " ainda é válido. " A interpretação da palavra " válido " porque você está sugerindo que tornaria a própria questão sem sentido.
- Todos os modelos são inválidos – alguns modelos são úteis. Essa ' é basicamente a definição de física.
Resposta
O modelo é muito inválido, e por todos os motivos que você mencionou: ligações químicas são inexplicáveis em termos deste modelo, etc. E por outros motivos que você não menciona, mas que foram entendidos na época: uma partícula carregada em rotação (tal como o elétron deveria estar neste modelo) gera uma onda de rádio da mesma forma que nossas antenas, então ele perde energia e tem que cair no núcleo em frações de segundos.
A pedagogia não surgiu com um modelo mais válido que tem sucesso em todas as coisas que o Sr. Redwine corretamente aponta para transmitir usando o modelo planetário inválido. Mas talvez se tentarmos, algo pode ser feito com o modelo de onda de matéria de De Broglie ou com o de Schroedinger ( compreensão precoce, ingênua e incorreta da onda de elétrons. Esse modelo é mais válido, mesmo quando você deixa de fora todas as menções de probabilidades, então talvez não seja totalmente válido e acho que algo poderia ser feito com ele. Veja minha resposta à pergunta vinculada.
Comentários
- Os detalhes das ligações químicas são inexplicáveis – mas muito da química inorgânica é bastante bem prevista simplesmente ganhando ou perdendo elétrons de valência. Conforme os modelos ' é uma boa relação qualidade / preço!
Resposta
Sim, em alguns casos .
Quase um século depois que o físico dinamarquês Niels Bohr ofereceu sua aparência de planeta modelo do átomo de hidrogênio, uma equipe de físicos liderada pela Rice University criou átomos gigantescos de tamanho milimétrico que se assemelham mais a ele do que qualquer outra realização experimental já alcançada. a níveis extremamente altos. Usando uma cauda cuidadosa ored série de pulsos elétricos curtos, a equipe foi então capaz de persuadir os átomos em uma configuração precisa com um ponto semelhante, " localizado " elétron orbitando longe do núcleo
Comentários
- Visto que os elétrons só permanecem localizados no órbita circular por várias revoluções, estes não são átomos, pois sofrem com a instabilidade que levou Bohr a inventar a teoria quântica em primeiro lugar: uma partícula carregada em rotação perde energia por radiação eletromagnética e não pode permanecer em órbita. Então, ahem, ' não é realmente uma órbita …