כיצד המודל המכני של האטום של האטום שונה ממודל הבוהר?

תשובה:

באטום בוהר מניחים כי האלקטרונים הם דיפרנציאליים למדי, חלקיקים פיזיים למדי, כמו כדורים קטנים מאוד, טעונים בצורה שלילית, שנוסעים בתנועה מעגלית (כמו כוכבי הלכת) סביב הגרעין הטעון באופן חיובי ברדיוס מיוחד, תוצאה של "כימות" הזווית תנופה (הגבלתה לרשימת הערכים המותרים), דרך # m_ {e} v r = n h / {2 pi} #. משמעות הדבר היא שרק אנרגיה מסוימת מותרת, #E_n = - {Z ^ 2 R_e} / n ^ 2 #, כאשר {E_n} הוא האנרגיה של מסלול ה- n, Z הוא המטען על הגרעין (מספר אטומי) ו- # R_e # היא האנרגיה רידברג, שהוא 13.6 eV.

מודל הגל הוא טיפול מכני קוונטי מלא של האטום עומד למעשה היום. האלקטרון אינו דיסקרטי, במקום דמיון "מריחה" של הסתברות.

הסבר:

האטום של בוהר (המכונה לעתים מודל Bohr-Rutherford) היה תוצאה של שתי תוצאות של מדע בתחילת המאה ה -20: ניסוי ניסוי הזהב שהוכנס במעבדה של Rutherford, על ידי המיעוטים שלו, הנס גייגר וארנסט מרסדן; ואת תורת הקוואנטים המתפתחת.

הניסוי של רדיד הזהב מצא כי האטום מורכב מטען קטן מאוד וכבד של מטען חיובי, הנקרא עכשיו הגרעין, ואלקטרונים קטנים יותר שהיו קיימים סביבו, תקועים על ידי כוחות אלקטרוסטטיים (מטענים שליליים כמו להסתובב עם דברים שהם חיוב חיובי). הדרך היחידה זה יכול להיות מובן באותו זמן היה כי האלקטרונים להסתובב גרעין כמו כוכבי הלכת סביב השמש. זה נקרא לפעמים מודל Rutherford.

תיאוריית הקוונטים של האור קבעה את האסון העל-סגול שהתרחש בעת הדמיית פליטת חום (הנקראת Blackbody) והשתמש בה כדי להסביר את האפקט הפוטואלקטרי. זה היה כרוך בטיפול באנרגיה של האור, אשר בעבר נחשב רציף (של כל ערך), כפי שקורה כעת רק חתיכות נפרדים נפרדים בשם "quanta", פיסת אור, שאנו מכנים עכשיו פוטון, האנרגיה היתה שווה לתדירות פעמים קבוע, #E_ {ph} = h f # וזה עבד נהדר.

לוגיקה זו יושמה על האטום, המצר את האלקטרונים לרדיו מיוחד, על ידי הגבלת המומנטום הזוויתי # m_ {e} v r = n h / {2 pi} #, ורק אנרגיות מסוימות רדיוס הורשו, #E_n = - {Z ^ 2 R_e} / n ^ 2 #, כאשר {E_n} הוא האנרגיה של מסלול ה- n, Z הוא המטען על הגרעין (מספר אטומי) ו- # R_e # היא האנרגיה רידברג, שהוא 13.6 eV.

מודל זה הסביר לראשונה את הספקטרום של אטום המימן, תבנית מיוחדת של אור. זה נגרם על ידי אלקטרונים עולה ויורד בין אלה רדיוס מיוחד, שנקרא מסלולים ו פולטים או קליטת אור שווה להפרש האנרגיה הדרושה. זה היה ענק.מדענים היו מודדים את הספקטרום כבר עשרות שנים, אך לא היה להם כל הסבר לדפוסי האטומים והמולקולות שהופקו. עכשיו עשינו מימן. עם קצת tweaking זה מותר גם מתוך הסבר כלשהו של valences. עם זאת, זה לא יכול להסביר את הספקטרום של כל רכיב אחר מאשר מימן או דקויות של valences או "חסימה" בטבלה המחזורית.

אז טיפול חצי קוונטי של אלקטרונים נע סביב גרעין היה צעד גדול קדימה, אבל לא מספיק רחוק. מודל מכני גל הולך רחוק יותר, טיפול קוונטי מלא, הוא היה צריך לחכות מכניקה קוונטית להתקיים. החלקים החסרים היו התפתחותו של עיקרון הרחקת פאולי, הדואליות של חלקיקי הגל, בעיקר בגלל לואיס דה ברולי, שכל החלקיקים קיימים בגל מטושטש של הסתברות והמשוואה השולטת בהם היא משוואת שרדינגר, שפותחה באמצע 1920.

מודל הגל של האטום בא מהבניין, ולאחר מכן פותר את משוואת שרדינגר עבור קשר אלקטרונים על ידי גרעין, בעוד שיש אולי חידודים זה, זה בעצם עומד היום כמו שאנחנו מודל החומר. הפרטים ניתן למצוא כמובן 3 שנה QM, אבל אכפת לך את התוצאות! מודל הגלים מסביר מילוי פגז אטומי, הפתרון נותן מספר סוגים של אורביטלים, כל אחד עם אלקטרונים מותר אחרים, את פגז עם 2, פגז p עם 6, פגז עם 10 ואת פגז F עם 14. זה מסביר את

"בלוקים" בטבלה המחזורית, כלומר כל שורה של מתכות המעבר ממלאים פגז D, הראשון 3D, השני 4d והשלישי ממלא 5d. אורביטלים הם מפות הסתברות של האלקטרון שבו נוטים להיות ואיגרות חוב הן שני אטומי אורביטלים חופפים והצטרפות.

זה גם מסביר את כל ספקטרום אטומית, בפירוט קיצוני ספקטרום מולקולרי של מה שהיה לנו זמן לחשב וכאשר מוחל על גבישים מסביר את המאפיינים של מוצקים.. זה WILDLY מוצלח אבל מגיע עם למשוך בחזרה. ב Bohr מודל אלקטרון היו יותר קל להבין, הם היו טעונים כדורים, עכשיו יש לנו התפלגויות הסתברות מטושטשת. המוח שלך נועד לדמיין דברים בקנה מידה של כדורי סל, אתה יכול להבין איך הם ו … הם. אלקטרון לא אוהב כמו כדורי סל. תוצאות קוונטיות יכול להיות קשה לגרום לך קשה מסביב, אבל זה בסדר, זה מאוד נבדק היטב, זה איך העולם.