Bohrov model atoma

Bohrov model ima atom koji se sastoji od malog, pozitivno nabijenog jezgra koje okruživaju negativno nabijeni elektroni. Evo bližeg pogleda na Borov model, koji se ponekad naziva i Rutherford-Bohr Model.

Niels Bohr 1915. predložio Bohrov model Atoma. Budući da je Bohrov model modifikacija ranijeg Rutherfordovog modela, neki ljudi Bohrov model nazivaju modelom Rutherford-Bohr. Suvremeni model atoma temelji se na kvantnoj mehanici. Bohrov model sadrži neke pogreške, ali je važan jer opisuje većinu prihvaćenih karakteristika atomske teorije bez svu matematiku visoke razine moderne verzije. Za razliku od ranijih modela, Bohrov model objašnjava Rydbergovu formulu za spektralne emisijske linije atomskog vodika.

Bohrov model je planetarni model u kojem negativno nabijeni elektroni kruže oko malenog, pozitivno nabijenog jezgra sličnog planeta koji kruži oko Sunca (osim što orbite nisu ravni). Gravitaciona sila Sunčevog sustava matematički je slična Kulomovoj (električnoj) sili između pozitivno nabijene jezgre i negativno nabijenih elektrona.

• Elektroni kruže jezgrom u orbiti koja ima zadanu veličinu i energiju.
• Energija orbite povezana je s njegovom veličinom. Najniža energija nalazi se u najmanjoj orbiti.
• Zračenje se apsorbira ili emitira kada se elektron kreće iz jedne orbite u drugu.

Najjednostavniji primjer Bohrovog modela je atom vodika (Z = 1) ili ion sličan vodiku (Z> 1), u kojem negativno nabijeni elektron orbitira s malom pozitivno nabijenom jezgrom. Elektromagnetska energija će se apsorbirati ili emitirati ako se elektron kreće iz jedne orbite u drugu. Samo određene orbite elektrona su dozvoljeni. Polumjer mogućih orbita povećava se kao n², gdje je n the glavni kvantni broj. Prijelaz 3 → 2 proizvodi prvi redak Balmer serija. Za vodik (Z = 1) stvara se foton s valnom duljinom 656 nm (crveno svjetlo).

Teži atomi sadrže više protona u jezgri nego vodikov atom. Za otkazivanje pozitivnog naboja svih ovih protona bilo je potrebno više elektrona. Bohr je vjerovao da svaka orbita elektrona može držati samo postavljeni broj elektrona. Jednom kada je razina puna, dodatni elektroni bit će nabijeni do sljedeće razine. Dakle, Bohrov model za teže atome opisao je elektronske ljuske. Model je objasnio neka atomska svojstva težih atoma, koja se nikada prije nisu reproducirala. Na primjer, model ljuske objasnio je zašto se atomi manje kreću kroz razdoblje (red) periodične tablice, iako su imali više protona i elektrona. Objašnjavalo je i zašto su plemeniti plinovi inertni i zašto atomi na lijevoj strani periodičke tablice privlače elektrone, dok ih oni s desne strane gube. Međutim, model je pretpostavio da elektroni u ljusci ne djeluju jedni s drugima i nije mogao objasniti zašto se čini da elektroni stoje nepravilno.

• To krši Heisenbergovo načelo nesigurnosti jer smatra da elektroni imaju i poznati radijus i orbitu.
• Bohr model pruža pogrešnu vrijednost za osnovno stanje orbitalni zamah.
• Daje loša predviđanja u pogledu spektra većih atoma.
• Ne predviđa relativni intenzitet spektralnih linija.
• Bohrov model ne objašnjava finu strukturu i hiperfinu strukturu u spektralnim linijama.
• To ne objašnjava Zeeman-ov efekt.

Najistaknutije usavršavanje Bohrovog modela bio je Sommerfeld model, koji se ponekad naziva i Bohr-Sommerfeld modelom. U ovom modelu elektroni putuju u eliptičnoj orbiti oko jezgre, a ne u kružnim orbitama. Sommerfeld-ov model bio je bolji u objašnjavanju atomskih spektralnih efekata, kakav je Starkov efekt u cijepanju spektralnih linija. Međutim, model se nije mogao prilagoditi magnetskom kvantnom broju.

Konačno, Bohrov model i modeli temeljeni na njemu zamijenjeni su 1925. godine modelom Wolfganga Paulija, temeljenim na kvantnoj mehanici. Taj je model poboljšan za proizvodnju suvremenog modela koji je uveo Erwin Schrodinger 1926. godine. Danas se ponašanje vodikovog atoma objašnjava korištenjem valne mehanike za opisivanje atomskih orbitala.

• Lakhtakia, Aklesh; Salpeter, Edwin E. (1996). "Modeli i modeli vodika". Američki časopis za fiziku. 65 (9): 933. Bibcode: 1997AmJPh..65..933L. dOI:10.1119/1.18691
• Linus Carl Pauling (1970). "Poglavlje 5-1". Opća kemija (3. izd.). San Francisco: W.H. Freeman & Co. ISBN 0-486-65622-5.
• Niels Bohr (1913). "O ustavu atoma i molekula, I. dio" (PDF). Filozofski časopis. 26 (151): 1–24. dOI:10.1080/14786441308634955
• Niels Bohr (1914). "Spektri helija i vodika". Priroda. 92 (2295): 231–232. doi: 10.1038 / 092231d0