Niels Bohr: vida temprana y educación
Probablemente sepas que toda la materia está formada por partículas muy, muy pequeñas llamadas átomos, pero ¿te has preguntado alguna vez cómo funciona exactamente un átomo y cómo es su interior? Hace unos cien años, un joven científico danés llamado Niels Bohr se preguntaba lo mismo. Su curiosidad y sus investigaciones le llevaron a desarrollar un nuevo modelo del átomo, conocido hoy como el modelo de Bohr. Pero antes de conocer más sobre su trabajo y sus logros, conozcamos a Niels Bohr.
En octubre de 1885, en Copenhague, Dinamarca, Christian y Ellen Bohr dieron la bienvenida a un nuevo niño a su familia y lo llamaron Niels. Ya tenía una hermana mayor, Jenny, y unos años más tarde, un hermano, Harald, se unió también a la familia. En 1903, cuando tenía 18 años, Neils Bohr se matriculó como estudiante universitario en la Universidad de Copenhague, especializándose en física. Dos años después, su hermano Harald se unió a él. Los dos hermanos Bohr siempre estuvieron muy unidos y ambos se convirtieron en influyentes profesores de la Universidad de Copenhague; Neils en el campo de la física y Harald en el de las matemáticas.
En 1911, Bohr completó su formación en la Universidad de Copenhague al obtener el título de doctor en física por su trabajo sobre el comportamiento de los electrones en un metal. Apenas un año después, se casó con Margrethe Norlund y tuvieron un total de 6 hijos, entre ellos un hijo, Aage, que acabaría ganando un Premio Nobel de Física, ¡al igual que su padre!
Tras completar su doctorado, Bohr enseñó durante varios años en la Universidad de Victoria, pero en 1916 regresó a la Universidad de Copenhague y no tardaría en hacer importantes contribuciones a nuestra comprensión del átomo.
Modelo de Bohr del átomo
Niels Bohr estaba interesado en comprender lo que ocurría dentro de un átomo. Los átomos son tan diminutos que era imposible ver realmente su interior, especialmente a principios del siglo XX. Para averiguar lo que ocurría en el interior del átomo, tuvo que estudiar la forma en que se comportaban los átomos y luego elaborar un modelo que explicara lo que ocurría. En ciencia, un modelo científico es una idea sobre el funcionamiento de la naturaleza que puede ser probada y utilizada para explicar muchos fenómenos observados.
Bohr estudió los modelos del átomo que ya utilizaban los científicos y los mejoró con un nuevo modelo que explicaba mejor el funcionamiento real de los átomos. Su nuevo modelo recibió su nombre y se llama modelo Bohr del átomo. En el modelo de Bohr, los protones con carga positiva y los neutrones neutros se mantienen firmemente en el núcleo, o centro, del átomo. Los electrones con carga negativa se mueven alrededor del núcleo en órbitas definidas.
Según el modelo de Bohr, los electrones orbitan alrededor del núcleo en lugares definidos, llamados cáscaras. Algunas cáscaras de electrones requieren que los electrones tengan más energía que otras, por lo que si un electrón absorbe algo de energía, puede pasar a una cáscara de mayor energía. Si se mueve en sentido contrario, desde una órbita de alta energía a una de baja energía, emitirá un pequeño paquete de energía llamado quantum.
Este modelo explicaba muy bien el comportamiento de los átomos. En particular, explicaba por qué algunos elementos tendían a formar enlaces químicos con más facilidad que otros. Bohr decía que los átomos eran más estables cuando las órbitas exteriores de los electrones estaban llenas. En la mayoría de los átomos, esto significa que tienen ocho electrones. Los elementos cuyos átomos ya tienen la capa externa de electrones llena son muy estables y no forman fácilmente enlaces con otros átomos. Ejemplos de este tipo de átomos son los gases nobles, como el neón y el argón. Si los átomos no tienen ya ocho átomos en su capa externa de electrones, tienden a unirse con otros átomos para completar la capa externa y ser más estables. Este tipo de átomos rara vez existen por sí solos, sino que casi siempre están unidos a otros para mantener una capa externa de electrones completa.
La primera capa de electrones puede contener dos electrones, mientras que la segunda y la tercera pueden contener ocho electrones. Los átomos formarán enlaces químicos para mantener ocho electrones en su capa exterior.
Premios y legado
En 1922, Niels Bohr fue galardonado con el Premio Nobel de Física por su trabajo para avanzar en la comprensión de la estructura atómica. Aunque se le conoce sobre todo por el desarrollo del modelo Bohr del átomo, también logró muchas otras cosas en su vida. Pasó muchos años estudiando el núcleo atómico y cómo podía fisionarse para liberar energía. Su investigación se utilizó en el desarrollo de las armas atómicas y la energía nuclear, y pasó gran parte de su vida posterior trabajando para promover el desarrollo pacífico de la energía nuclear y abordando los problemas que surgieron del desarrollo de las armas atómicas durante la Segunda Guerra Mundial. En reconocimiento a sus esfuerzos por el uso responsable de la energía atómica, en 1957, Niels Bohr recibió el Premio Átomos para la Paz.