Bohr Model Atómu

Bohr model má atóm pozostávajúci z malého, pozitívne nabitého jadra obiehajúceho negatívne nabitými elektrónmi. Tu je bližší pohľad na Bohr model, ktorý sa niekedy nazýva Rutherford-Bohr model.

Niels Bohr v roku 1915 navrhol Bohrov model Atómu. Pretože Bohr model je modifikáciou predchádzajúceho Rutherfordovho modelu, niektorí ľudia nazývajú Bohrov model za Rutherford-Bohrov model. Moderný model atómu je založený na kvantovej mechanike. Bohr model obsahuje niektoré chyby, ale je to dôležité, pretože popisuje väčšinu akceptovaných znakov atómovej teórie bez všetkých vysoko kvalitných matematických riešení modernej verzie. Na rozdiel od predchádzajúcich modelov Bohr model vysvetľuje Rydbergov vzorec pre spektrálne emisné čiary atómového vodíka.

Bohrov model je planétový model, v ktorom záporne nabité elektróny obiehajú okolo malého, pozitívne nabitého jadra podobného planétam obiehajúcim okolo Slnka (okrem toho, že obežné dráhy nie sú rovinné). Gravitačná sila slnečnej sústavy sa matematicky podobá Coulombovej (elektrickej) sile medzi kladne nabitým jadrom a záporne nabitým elektrónom.

• Elektróny obiehajú jadrom na obežných dráhach, ktoré majú nastavenú veľkosť a energiu.
• Energia orbity závisí od jej veľkosti. Najnižšia energia sa nachádza na najmenšej obežnej dráhe.
• Žiarenie je absorbované alebo emitované, keď sa elektrón pohybuje z jednej obežnej dráhy na druhú.

Najjednoduchším príkladom Bohrovho modelu je atóm vodíka (Z = 1) alebo atóm vodíka (Z> 1), v ktorom záporne nabitý elektrón obieha malé kladne nabité jadro. Elektromagnetická energia bude absorbovaný alebo emitovaný, ak sa elektrón presunie z jednej obežnej dráhy na druhú. iba niektoré obežné dráhy elektrónov sú povolené. Polomer možných dráh sa zvyšuje ako n², kde n je hlavné kvantové číslo. Prechod 3 → 2 vytvorí prvý riadok Balmer série. Pre vodík (Z = 1) sa získa fotón s vlnovou dĺžkou 656 nm (červené svetlo).

Ťažšie atómy obsahujú v jadre viac protónov ako atóm vodíka. Na odstránenie kladného náboja všetkých týchto protónov bolo potrebných viac elektrónov. Bohr veril, že každá elektrónová obežná dráha môže obsahovať iba určitý počet elektrónov. Akonáhle bude hladina plná, ďalšie elektróny budú narazené na ďalšiu úroveň. Bohrov model pre ťažšie atómy teda popisuje elektrónové puzdrá. Model vysvetlil niektoré z atómových vlastností ťažších atómov, ktoré sa nikdy predtým nezopakovali. Napríklad škrupinový model vysvetlil, prečo sa atómy zmenšili v perióde (riadku) periodickej tabuľky, hoci mali viac protónov a elektrónov. Vysvetlila tiež, prečo sú vzácne plyny inertné a prečo atómy na ľavej strane periodickej tabuľky priťahujú elektróny, zatiaľ čo atómy na pravej strane ich strácajú. Model však predpokladal, že elektróny v škrupinách spolu neinteragujú, a nedokázal vysvetliť, prečo sa zdá, že elektróny sa hromadí nepravidelne.

• Porušuje Heisenbergov princíp neurčitosti pretože sa domnieva, že elektróny majú známy polomer aj obežnú dráhu.
• Model Bohr poskytuje nesprávnu hodnotu pre základný stav orbitálny moment hybnosti.
• To robí zlé predpovede týkajúce sa spektier väčších atómov.
• Nepredpovedá relatívnu intenzitu spektrálnych čiar.
• Bohr model nevysvetľuje jemnú štruktúru a jemnú štruktúru v spektrálnych líniách.
• Nevysvetľuje Zeemanov efekt.

Najvýznamnejším spresnením Bohrovho modelu bol Sommerfeldov model, ktorý sa niekedy nazýva Bohr-Sommerfeldov model. V tomto modeli elektróny cestujú skôr v eliptických obežných dráhach okolo jadra než v kruhových obežných dráhach. Sommerfeldov model lepšie vysvetlil atómové spektrálne efekty, ako je Starkov efekt pri delení spektrálnych čiar. Model však nemohol vyhovieť magnetickému kvantovému číslu.

Nakoniec boli Bohrov model a modely založené na ňom nahradené v roku 1925 Wolfgangom Paulimovým modelom založeným na kvantovej mechanike. Tento model bol vylepšený, aby sa vytvoril moderný model, ktorý predstavil Erwin Schrodinger v roku 1926. Dnes sa chovanie atómu vodíka vysvetľuje pomocou vlnovej mechaniky na opis atómových orbitálov.

• Lakhtakia, Akhlesh; Salpeter, Edwin E. (1996). "Modely a modelári vodíka". American Journal of Physics. 65 (9): 933. Bibcode: 1997AmJPh..65.933L. doi:10.1119/1.18691
• Linus Carl Pauling (1970). „Kapitola 5-1“. Všeobecná chémia (3. vydanie). San Francisco: W.H. Freeman & Co. ISBN 0-486-65622-5.
• Niels Bohr (1913). „O ústave atómov a molekúl, časť I“ (PDF). Filozofický časopis. 26 (151): 1–24. doi:10.1080/14786441308634955
• Niels Bohr (1914). "Spektrá hélia a vodíka". príroda. 92 (2295): 231–232. doi: 10,1038 / 092231d0