Bohro atomo modelis

Bohro modelis turi atomą, sudarytą iš mažo teigiamai įkrauto branduolio, kurį apkelia neigiamai įkrauti elektronai. Čia atidžiau pažvelgsime į Bohro modelį, kuris kartais vadinamas Rutherford-Bohr modeliu.

Nielsas Bohras pasiūlė Bohro modelį „Atomas“ 1915 m. Kadangi Bohro modelis yra ankstesnio Rutherfordo modelio modifikacija, kai kurie žmonės Bohro modelį vadina Rutherford-Bohr modeliu. Šiuolaikinis atomo modelis remiasi kvantine mechanika. Bohro modelyje yra tam tikrų klaidų, tačiau jis yra svarbus, nes jis apibūdina daugumą priimtų atominės teorijos ypatybių be visų šiuolaikinės versijos aukšto lygio matematikos. Skirtingai nuo ankstesnių modelių, Bohro modelis paaiškina Rydbergo spektrinės emisijos linijų formulę atominio vandenilio.

Bohro modelis yra planetinis modelis, kuriame neigiamai įkrauti elektronai skrieja aplink mažą, teigiamai įkrautą branduolį, panašų į Saulės orbitą besisukančias planetas (išskyrus tai, kad orbitos nėra plokštumos). Saulės sistemos gravitacinė jėga matematiškai yra panaši į Kulono (elektrinę) jėgą tarp teigiamai įkrauto branduolio ir neigiamai įkrautų elektronų.

• Elektronai skrieja branduoliu orbitose, kurios turi nustatytą dydį ir energiją.
• Orbitos energija yra susijusi su jos dydžiu. Mažiausia energija randama mažiausioje orbitoje.
• Spinduliuotė absorbuojama arba skleidžiama, kai elektronas juda iš vienos orbitos į kitą.

Paprasčiausias Bohro modelio pavyzdys yra vandenilio atomas (Z = 1) arba į vandenilį panašus jonas (Z> 1), kuriame neigiamai įkrautas elektronas skrieja aplink nedidelį teigiamai įkrautą branduolį. Elektromagnetinė energija bus absorbuojamas arba išmetamas, jei elektronas juda iš vienos orbitos į kitą. Tik tam tikros elektronų orbitos yra leidžiami. Galimų orbitų spindulys didėja, kai n², kur n yra pagrindinis kvantinis skaičius. 3 → 2 perėjimas sukuria pirmąją Balmer serija. Vandeniliui (Z = 1) gaunamas fotonas, kurio bangos ilgis 656 nm (raudona šviesa).

Sunkesniuose atomai branduolyje yra daugiau protonų nei vandenilio atome. Norint panaikinti teigiamą visų šių protonų krūvį, reikėjo daugiau elektronų. Bohas tikėjo, kad kiekviena elektronų orbita gali išlaikyti tik nustatytą skaičių elektronų. Kai lygis bus pilnas, papildomi elektronai bus perkelti į kitą lygį. Taigi Bohro modelis sunkesniems atomams apibūdino elektronų apvalkalus. Modelis paaiškino kai kurias sunkesnių atomų atomines savybes, kurios anksčiau niekada nebuvo pakartotos. Pavyzdžiui, apvalkalo modelis paaiškino, kodėl atomai juda mažesniais judesiais per periodinės lentelės periodą (eilutę), net jei jie turėjo daugiau protonų ir elektronų. Tai taip pat paaiškino, kodėl tauriosios dujos yra inertiškos ir kodėl atomai kairėje periodinės lentelės pusėje pritraukia elektronus, o dešinėje pusėje esantys asmenys juos praranda. Tačiau modelis manė, kad elektronai apvalkaluose nesąveikavo tarpusavyje ir negalėjo paaiškinti, kodėl elektronai atrodė netaisyklingai.

• Tai pažeidžia Heisenbergo neapibrėžtumo principas nes mano, kad elektronai turi ir žinomą spindulį, ir orbitą.
• Bohro modelis pateikia neteisingą pagrindinės būklės vertę orbitos kampinis pagreitis.
• Tai blogai prognozuoja didesnių atomų spektrus.
• Jis neprognozuoja santykinio spektrinių linijų intensyvumo.
• Bohro modelis nepaaiškina smulkiosios struktūros ir labai tobulos struktūros spektrinėse linijose.
• Tai nepaaiškina Zeemano efekto.

Ryškiausias Bohro modelio patobulinimas buvo Sommerfeldo modelis, kuris kartais vadinamas Bohr-Sommerfeld modeliu. Šiame modelyje elektronai keliauja elipsinėmis orbitomis aplink branduolį, o ne apskritomis orbitomis. Sommerfeldo modelis geriau paaiškino atominių spektrų efektus, tokius kaip Starko efektas paskirstant spektrinę liniją. Tačiau modelis negalėjo patenkinti magnetinio kvantinio skaičiaus.

Bohro modelis ir juo pagrįsti modeliai buvo pakeisti Wolfgango Pauli modeliu, pagrįstu kvantine mechanika, 1925 m. Šis modelis buvo patobulintas, kad būtų pagamintas modernus modelis, kurį 1926 m. Pristatė Ervinas Schrodingeris. Šiandien vandenilio atomo elgesys paaiškinamas naudojant bangų mechaniką atominėms orbitoms apibūdinti.

• Lakhtakia, Akhlesh; Salpeteris, Edvinas E. (1996). „Vandenilio modeliai ir modeliai“. Amerikos fizikos žurnalas. 65 (9): 933. Bibcode: 1997AmJPh..65..933L. doi:10.1119/1.18691
• Linus Carl Pauling (1970). „5-1 skyrius“. Bendroji chemija (3-asis leidimas). San Franciskas: W.H. „Freeman & Co.“ ISBN 0-486-65622-5.
• Nielsas Bohras (1913 m.). „Dėl atomų ir molekulių konstitucijos, I dalis“ (PDF). Filosofinis žurnalas. 26 (151): 1–24. doi:10.1080/14786441308634955
• Nielsas Bohras (1914 m.). "Helio ir vandenilio spektrai". Gamta. 92 (2295): 231–232. doi: 10.1038 / 092231d0