Avainero – Bohr vs Quantum Model
Bohr-malli ja kvanttimalli ovat malleja, jotka selittävät atomin rakenteen. Bohrin mallia kutsutaan myös Rutherford-Bohr-malliksi, koska se on muunnos Rutherfordin mallista. Bohrin mallia ehdotti Niels Bohr vuonna 1915. Kvanttimalli on nykyaikainen atomin malli. avainero Bohrin ja kvanttimallin välillä on se, että Bohrin malli sanoo, että elektronit käyttäytyvät hiukkasina, kun taas kvanttimalli selittää, että elektronilla on sekä hiukkas- että a altokäyttäytyminen.
Mikä on Bohrin malli?
Kuten edellä mainittiin, Bohrin malli on muunnos Rutherfordin mallista, koska Bohrin malli selittää atomin rakenteen muodostuvan elektronien ympäröimästä ytimestä. Mutta Bohrin malli on edistyneempi kuin Rutherfordin malli, koska se sanoo, että elektronit kulkevat aina tietyissä kuorissa tai kiertoradoilla ytimen ympäri. Tämä kertoo myös, että näillä kuorilla on eri energiat ja ne ovat pallomaisia. Tätä ehdottivat vetyatomin viivaspektrien havainnot.
Koska viivaspektreissä on erillisiä viivoja, Bohr totesi, että atomin kiertoradalla on kiinteä energia ja elektronit voivat hypätä energiatasolta toiselle emittoimalla tai absorboimalla energiaa, jolloin tuloksena on viiva viivaspektrit.
Bohr-mallin pääpostulaatit
- Elektronit liikkuvat ytimen ympäri pallomaisilla kiertoradoilla, joilla on kiinteä koko ja energia.
- Jokaisella kiertoradalla on eri säde, ja se on nimetty ytimestä ulospäin seuraavasti: n=1, 2, 3 jne. tai n=K, L, M jne., jossa n on kiinteä energiatason numero.
- Orbitaalin energia on suhteessa sen kokoon.
- Pienimmällä kiertoradalla on pienin energia. Atomi on täysin stabiili, kun elektronit ovat alimmalla energiatasolla.
- Kun elektroni liikkuu tietyllä kiertoradalla, sen energia on vakio.
- Elektronit voivat siirtyä energiatasolta toiselle absorboimalla tai vapauttamalla energiaa.
-
Tämä liike aiheuttaa säteilyä.
Bohrin malli sopii täydellisesti vetyatomiin, jossa on yksi elektroni ja pieni positiivisesti varautunut ydin. Sen lisäksi Bohr käytti Plankin vakiota laskeakseen atomin energiatasojen energian.
Kuva 01: Bohrin malli vedylle
Mutta Bohrin mallissa oli muutamia haittoja selitettäessä muiden atomien kuin vedyn atomirakennetta.
Bohr-mallin rajoitukset
- Bohr-malli ei pystynyt selittämään Zeeman-ilmiötä (magneettikentän vaikutusta atomispektriin).
- Se ei voinut selittää Starkin vaikutusta (sähkökentän vaikutusta atomispektriin).
- Bohr-malli ei pysty selittämään suurempien atomien atomispektrejä.
Mikä on kvanttimalli?
Vaikka kvanttimalli on paljon vaikeampi ymmärtää kuin Bohrin malli, se selittää tarkasti suuria tai monimutkaisia atomeja koskevat havainnot. Tämä kvanttimalli perustuu kvanttiteoriaan. Kvanttiteorian mukaan elektronilla on hiukkas-a alto-kaksoisisuus ja elektronin tarkkaa sijaintia on mahdotonta paikantaa (epävarmuusperiaate). Näin ollen tämä malli perustuu pääasiassa todennäköisyyteen, että elektroni sijaitsee missä tahansa kiertoradalla. Siinä todetaan myös, että orbitaalit eivät aina ole pallomaisia. Orbitaalit ovat erimuotoisia eri energiatasoille ja ne ovat 3D-rakenteita.
Kvanttimallin mukaan elektronille voidaan antaa nimi kvanttilukujen avulla. Tässä käytetään neljän tyyppisiä kvanttilukuja;
- Kvanttiluvun periaate, n
- Kulmamomenttikvanttiluku, I
- Magneettinen kvanttiluku, ml
- Spin kvanttiluku, ms
Kvanttiluvun periaate selittää orbitaalin keskimääräisen etäisyyden ytimestä ja energiatason. Kulmamomenttikvanttiluku selittää kiertoradan muodon. Magneettinen kvanttiluku kuvaa orbitaalien suuntausta avaruudessa. Spin-kvanttiluku antaa elektronin pyörimisen magneettikentässä ja elektronin a alto-ominaisuudet.
Kuva 2: Atomiratojen spatiaalinen rakenne.
Mitä eroa on Bohrin ja kvanttimallin välillä?
Bohr vs Quantum Model |
|
| Bohr-malli on Niels Bohrin (vuonna 1915) ehdottama atomimalli selittämään atomin rakennetta. | Kvanttimalli on atomimalli, jota pidetään nykyaikaisena atomimallina, joka selittää atomin rakenteen tarkasti. |
| Elektronien käyttäytyminen | |
| Bohr-malli selittää elektronin hiukkaskäyttäytymisen. | Kvanttimalli selittää elektronin a alto-hiukkas-kaksinaisuuden. |
| Applications | |
| Bohrin mallia voidaan soveltaa vetyatomiin, mutta ei suuriin atomeihin. | Kvanttimallia voidaan käyttää mille tahansa atomille, myös pienemmille ja suurille, monimutkaisille atomeille. |
| Orbitaalien muoto | |
| Bohr-malli ei kuvaa jokaisen kiertoradan tarkkaa muotoa. | Kvanttimalli kuvaa kaikki mahdolliset muodot, joita kiertoradalla voi olla. |
| Sähkömagneettiset efektit | |
| Bohrin malli ei selitä Zeeman-ilmiötä (magneettikentän vaikutus) tai Stark-ilmiötä (sähkökentän vaikutus). | Kvanttimalli selittää Zeeman- ja Stark-efektit tarkasti. |
| Kvanttiluvut | |
| Bohr-malli ei kuvaa muita kvanttilukuja kuin periaatteellisen kvanttiluvun. | Kvanttimalli kuvaa kaikkia neljää kvanttilukua ja elektronin ominaisuuksia. |
Yhteenveto – Bohr vs Quantum Model
Vaikka tutkijat ehdottivat useita erilaisia atomimalleja, merkittävimmät mallit olivat Bohrin malli ja kvanttimalli. Nämä kaksi mallia liittyvät läheisesti toisiinsa, mutta kvanttimalli on paljon yksityiskohtaisempi kuin Bohrin malli. Bohrin mallin mukaan elektroni käyttäytyy hiukkasena, kun taas kvanttimalli selittää, että elektronilla on sekä hiukkas- että a altokäyttäytyminen. Tämä on tärkein ero Bohrin ja kvanttimallin välillä.
Lataa PDF-versio Bohr vs Quantum -mallista
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainaushuomautuksen mukaisesti. Lataa PDF-versio tästä Bohrin ja kvanttimallin ero.
