Cum diferă modelul mecanic al atomului de la modelul Bohr?

Cum diferă modelul mecanic al atomului de la modelul Bohr?
Anonim

Răspuns:

În atomul Bohr se presupune că electronii sunt destul de discrete, particule destul de fizice, cum ar fi bile foarte mici, încărcate negativ, care se deplasează în mișcare circulară (ca planetele) în jurul nucleului încărcat pozitiv la raze speciale, rezultatul "cuantificării" impuls (limitându - l la lista valorilor permise), via # m_ {e} v r = n h / {2 pi} #. Aceasta înseamnă că numai o anumită energie este permisă, #E_n = - {Z ^ 2 R_e} / n ^ 2 #, unde {E_n} este energia celei de-a n-a orbite, Z este încărcătura nucleului (număr atomic) și #Re# este energia Rydberg, care este de 13,6 eV.

Modelul de undă este tratamentul cuantic complet al atomului și în mod esențial se află astăzi. Electronul NU este discret, în loc de a imagina o "frotiu" de probabilitate.

Explicaţie:

Atomul Bohr (denumit uneori modelul Bohr-Rutherford) a fost rezultatul a două rezultate ale științei din secolul al XX-lea: experimentul cu folie de aur preformat la laboratorul lui Rutherford, de către slujitorii săi, Hans Geiger și Ernest Marsden; și teoria cuantică în curs de dezvoltare.

Experimentul cu folie de aur a constatat că atomul constă dintr-o bucată foarte mică și greu de încărcătură pozitivă, acum numită nucleu, și electroni mai mici care au existat în jurul ei, blocați de forțe electrostatice (încărcăturile negre ca să stea cu lucruri care sunt încărcate pozitiv). Singurul mod în care acest lucru putea fi înțeles la acea vreme era că electronii merg în jurul nucleului ca niște planete în jurul soarelui. Acest lucru este denumit uneori modelul Rutherford.

Teoria cuantică a luminii a stabilit catastrofa ultravioletă care a apărut atunci când a modelat emisia de căldură (numită Blackbody) și a fost folosită de Einstein pentru a explica efectul fotoelectric. Aceasta presupunea tratarea energiei luminii, care anterior fusese considerată a fi continuă (de orice valoare), așa cum se întâmplă acum numai în bucăți discrete indivizibile numite "quanta", o bucată de lumină, pe care noi o numim acum un foton, la frecvența ori o constantă, #E_ {ph} = h f # și a funcționat minunat.

Această logică a fost aplicată atomului, limitând electronii la raze speciale, prin limitarea momentului unghiular # m_ {e} v r = n h / {2 pi} #, și numai energii și raze speciale au fost permise, #E_n = - {Z ^ 2 R_e} / n ^ 2 #, unde {E_n} este energia celei de-a n-a orbite, Z este încărcătura nucleului (număr atomic) și #Re# este energia Rydberg, care este de 13,6 eV.

Acest model a explicat pentru prima dată spectrele atomului de hidrogen, un model special de lumină. Aceasta a fost cauzată de creșterea și prăbușirea electronilor între aceste raze speciale, numite orbite și emiterea sau absorbția de lumină egală cu diferența de energie necesară. Acest lucru a fost imens.Oamenii de știință măsurau spectrele de zeci de ani, dar nu aveau explicații pentru tipurile de atomi și molecule de lumină produse. Acum am terminat hidrogenul. Cu unele tweaking a permis, de asemenea, de la o explicație a valențelor. Cu toate acestea, nu a putut explica spectrele oricărui alt element decât hidrogenul sau subtilitățile valențelor sau "blocarea" în tabelul periodic.

Deci, un tratament semi-cuantic al electronilor care se deplasează aproape de un nucleu a fost un mare pas înainte, dar nu suficient de departe. Modelul mecanic al undelor merge mai departe, un tratament cuantic complet, a trebuit să aștepte existența mecanicii cuantice. Piesele lipsă au fost dezvoltarea principiului excluziunii Pauli, dualitatea particulelor de undă, datorată în principal lui Louis de Broglie, că toate particulele există într-un val de probabilitate neclară, iar ecuația care le guvernează este ecuația Schrödinger, ambele dezvoltate în mijlocul 1920.

Modelul Wave al atomului vine de la construire, apoi rezolvarea ecuației Schrödinger pentru legarea electronilor de către un nucleu, în timp ce pot exista îmbunătățiri în acest sens, în mod esențial, astăzi, stau la fel ca modelul materiei. Detaliile pot fi găsite într-un curs de 3 ani QM, dar vă pasă de rezultate! Modelul de undă explică umplerea coșului atomic, rezolvarea dă mai multe tipuri de orbite, fiecare cu electroni permise diferit, coajă cu 2, coajă p cu 6, coajă cu 10 și coajă f cu 14. Aceasta explică

"blocuri" în tabelul periodic, adică fiecare rând de metale tranzitorii completează o coajă d, primul 3d, al doilea 4d și al treilea umple 5d. Orbitalele sunt hărți de probabilități unde electronul tinde să fie și legăturile sunt două orbite atomice care se suprapun și se unește.

Explică, de asemenea, TOATE spectrele atomice, în detalii extreme și spectrele moleculare ale a ceea ce am avut timp să calculam și când se aplică cristalelor explică proprietățile solidelor.. Este de succes WILDLY si vine cu o tragere inapoi. În modelul Bohr, electronii au fost mai ușor de înțeles, au fost încărcați bile, acum avem distribuții probabilitatea neclară. Creierul dvs. a fost conceput pentru a imagina lucrurile pe scara bilelor de coș, puteți înțelege cum sunt ei și cum … sunt. Electronul NU SUNTEȚI BALLS DE BĂRBAȚI. Rezultatele cuantice pot fi greu pentru a vă obține greu în jurul valorii de, dar asta e ok, este foarte foarte bine testat, așa este lumea.