No texto Sobre a constituição dos átomos e moléculas apresento a primeira parte do famoso artigo de Bohr de 1913 onde este aplica a teoria quântica ao modelo atómico de Rutherford, obtendo os tão usuais níveis de energia do átomo de hidrogénio sem qualquer tipo de justificação nas disciplinas de Físico-Química do ensino (outrora designado por secundário).
A introdução lê-se:
De modo a explicar os resultados das experiências de espalhamento de raios pela matéria, o Prof. Rutherford proporcionou uma teoria sobre a estrutura dos átomos. De acordo com esta teoria, o átomo é constituído por um núcleo positivamente carregado rodeado por um sistema de electrões unidos por forças atractivas do núcleo; a carga negativa total dos electrões iguala a carga positiva do núcleo. Além disso, assume-se que o núcleo constitui o lugar onde se concentra a maior parte da massa do átomo e possuir uma dimensão linear excessivamente pequena quando comparada com a dimensão linear de todo o átomo. O número de electrões num átomo é deduzido como sendo aproximadamente igual a metade do peso atómico. Um grande interesse é atribuído a este modelo do átomo; pois, como o mostrou Rutherford, o pressuposto da existência do núcleo, como aqueles em questão, parece ser necessário de modo a ter em conta os resultados das experiências no espalhamento de grande ângulo dos raios .
Numa tentativa de explicar algumas das propriedades da matéria com base neste modelo atómico encontramo-nos, contudo, com dificuldades de certa natureza que surgem da aparente instabilidade do sistema de electrões: dificuldades propositadamente evitadas em modelos atómicos previamente considerados, por exemplo, naquele que foi considerado por J. J. Thompson. De acordo com a teoria deste último, o átomo é constituído por uma esfera com electrização positiva uniforme dentro da qual os electrões se movem em órbitas circulares. A principal diferença entre o modelo atómico proposto por Thompson e aquele de Rutherford consiste na circunstância de que as forças que actuam nos electrões no átomo de Thompson permitem certas configurações e movimento dos electrões para o qual o sistema se mantém em equilíbrio estável; tais configurações, contudo, aparentemente não existem para o segundo modelo atómico. A natureza da diferença em questão será talvez encarada com maior clareza notando que entre as quantidades que caracterizam o primeiro átomo surge uma quantidade – o raio da esfera positiva – com dimensões dum comprimento e da mesma ordem de magnitude da extensão linear do átomo, enquanto um comprimento não surge entre as quantidades que caracterizam o segundo átomo, viz. as cargas e massas dos electrões e do núcleo positivo; nem este pode ser completamente determinado com base nestas últimas quantidades.
A maneira de considerar um problema deste género sofreu, contudo, alterações essenciais nos últimos anos devidas ao desenvolvimento da teoria da radiação e a afirmação directa dos novos pressupostos introduzidos nesta teoria, fundamentados por experiências sobre fenómenos muito diferentes como os calores específicos, efeitos fotoeléctricos, raios de Röntgen, etc. O resultado da discussão destas questões parece ser do conhecimento geral da inadequação da electrodinâmica clássica para descrever o comportamento à escala atómica.
Qualquer que seja a alteração nas leis do movimento dos electrões, parece ser necessário introduzir nas leis em questão uma quantidade alheia à electrodinâmica clássica, isto é, a constante de Planck, ou como é também é designada, o quantum elementar de acção. Com a introdução desta quantidade a questão da configuração estável dos electrões nos átomos é essencialmente alterada, uma vez que esta constante tem as dimensões e magnitude de que, juntamente com a massa e carga das partículas pode determinar um comprimento da ordem de magnitude requerida.
Este artigo constitui uma tentativa de mostrar que a aplicação das ideias mencionadas ao modelo atómico de Rutherford suporta uma base para a teoria da constituição dos átomos. Será ainda mostrado que desta teoria somos conduzidos a uma teoria da constituição das moléculas.
Na presente primeira parte do artigo o mecanismo da ligação dos electrões por um núcleo positivo é discutido em relação à teoria de Planck. Será mostrado que é possível deste ponto de vista ter um lugar de forma simples para a lei do espectro de linhas do átomo de hidrogénio. Além disso, serão dadas razões para a hipótese principal sobre a qual as considerações das partes seguintes são baseadas.
Desejo aqui expressar os meus pensamentos ao Prof. Rutherford pelo seu cândido e encorajador interesse neste trabalho.
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