Pagrindinis skirtumas – Bohr ir kvantinis modelis
Boro modelis ir kvantinis modelis yra modeliai, paaiškinantys atomo struktūrą. Bohr modelis dar vadinamas Rutherford-Bohr modeliu, nes tai yra Rutherfordo modelio modifikacija. Boro modelį 1915 m. pasiūlė Nielsas Bohras. Kvantinis modelis yra modernus atomo modelis. Pagrindinis Boro ir kvantinio modelio skirtumas yra tas, kad Bohro modelis teigia, kad elektronai elgiasi kaip dalelės, o kvantinis modelis paaiškina, kad elektronas turi ir dalelių, ir bangų elgesį.
Kas yra Bohro modelis?
Kaip minėta, Bohro modelis yra Rutherfordo modelio modifikacija, nes Bohro modelis paaiškina atomo struktūrą kaip sudarytą iš elektronų apsupto branduolio. Tačiau Bohro modelis yra labiau pažengęs nei Rutherfordo modelis, nes jame teigiama, kad elektronai visada keliauja tam tikrais apvalkalais arba orbitomis aplink branduolį. Tai taip pat teigia, kad šie apvalkalai turi skirtingą energiją ir yra sferinės formos. Tai buvo pasiūlyta stebint vandenilio atomo linijų spektrus.
Dėl atskirų linijų buvimo linijų spektruose Bohras teigė, kad atomo orbitalės turi fiksuotą energiją ir elektronai gali peršokti iš vieno energijos lygio į kitą, išspinduliuodami arba sugerdami energiją, todėl linijos spektrai.
Pagrindiniai Bohro modelio postulatai
- Elektronai juda aplink branduolį sferinėmis orbitomis, kurios turi fiksuotą dydį ir energiją.
- Kiekviena orbita turi skirtingą spindulį ir yra pavadinta nuo branduolio iki išorės kaip n=1, 2, 3 ir tt arba n=K, L, M ir tt, kur n yra fiksuoto energijos lygio skaičius.
- Orbitos energija yra susijusi su jos dydžiu.
- Mažiausia orbita turi mažiausią energiją. Atomas yra visiškai stabilus, kai elektronai yra žemiausiame energijos lygyje.
- Kai elektronas juda tam tikra orbitale, to elektrono energija yra pastovi.
- Elektronai gali pereiti iš vieno energijos lygio į kitą, sugerdami arba išleisdami energiją.
-
Šis judėjimas sukelia spinduliuotę.
Boro modelis puikiai tinka vandenilio atomui, turinčiam vieną elektroną ir mažą teigiamai įkrautą branduolį. Be to, Bohras naudojo Planko konstantą atomo energijos lygių energijai apskaičiuoti.
01 pav.: Bohro modelis vandeniliui
Tačiau aiškinant kitų nei vandenilio atomų atominę struktūrą buvo keletas Bohro modelio trūkumų.
Bohr modelio apribojimai
- Boro modelis negalėjo paaiškinti Zeeman efekto (magnetinio lauko poveikio atominiam spektrui).
- Tai negalėjo paaiškinti Starko efekto (elektrinio lauko poveikio atominiam spektrui).
- Boro modelis nepaaiškina didesnių atomų atomų spektrų.
Kas yra kvantinis modelis?
Nors kvantinį modelį suprasti daug sunkiau nei Boro modelį, jis tiksliai paaiškina pastebėjimus dėl didelių ar sudėtingų atomų. Šis kvantinis modelis yra pagrįstas kvantine teorija. Remiantis kvantine teorija, elektronas turi dalelių ir bangų dvilypumą ir neįmanoma nustatyti tikslios elektrono padėties (neapibrėžtumo principas). Taigi šis modelis daugiausia pagrįstas tikimybe, kad elektronas bus bet kurioje orbitos vietoje. Taip pat teigiama, kad orbitos ne visada yra sferinės. Orbitos turi tam tikras formas skirtingiems energijos lygiams ir yra 3D struktūros.
Pagal kvantinį modelį elektronui gali būti suteiktas pavadinimas naudojant kvantinius skaičius. Čia naudojami keturių tipų kvantiniai skaičiai;
- Principinis kvantinis skaičius, n
- Kvantinis kampinis momento skaičius, I
- Magnetinis kvantinis skaičius, ml
- Sukasi kvantinis skaičius, ms
Principinis kvantinis skaičius paaiškina vidutinį orbitos atstumą nuo branduolio ir energijos lygį. Kampinio momento kvantinis skaičius paaiškina orbitos formą. Magnetinis kvantinis skaičius apibūdina orbitų orientaciją erdvėje. Sukimosi kvantinis skaičius parodo elektrono sukimąsi magnetiniame lauke ir elektrono bangines charakteristikas.
2 pav. Erdvinė atominių orbitų struktūra.
Kuo skiriasi Bohr ir kvantinis modelis?
Bohr vs Quantum Model |
|
| Boro modelis yra Nielso Bohro (1915 m.) pasiūlytas atominis modelis, paaiškinantis atomo struktūrą. | Kvantinis modelis yra atominis modelis, kuris laikomas šiuolaikiniu atominiu modeliu, tiksliai paaiškinančiu atomo struktūrą. |
| Elektronų elgesys | |
| Boro modelis paaiškina elektrono dalelių elgesį. | Kvantinis modelis paaiškina elektrono bangos ir dalelės dvilypumą. |
| Applications | |
| Boro modelis gali būti taikomas vandenilio atomui, bet ne dideliems atomams. | Kvantinis modelis gali būti naudojamas bet kuriam atomui, įskaitant mažesnius ir didelius sudėtingus atomus. |
| Orbitalų forma | |
| Boro modelis nenurodo tikslių kiekvienos orbitos formų. | Kvantinis modelis apibūdina visas įmanomas orbitalės formas. |
| Elektromagnetiniai efektai | |
| Boro modelis nepaaiškina Zeeman efekto (magnetinio lauko poveikio) arba Starko efekto (elektrinio lauko poveikio). | Kvantinis modelis tiksliai paaiškina Zeeman ir Stark efektus. |
| Kvantiniai skaičiai | |
| Boro modelis neaprašo kvantinių skaičių, išskyrus pagrindinį kvantinį skaičių. | Kvantinis modelis apibūdina visus keturis kvantinius skaičius ir elektrono charakteristikas. |
Santrauka – Bohr prieš kvantinį modelį
Nors mokslininkai pasiūlė keletą skirtingų atomų modelių, žymiausi modeliai buvo Boro modelis ir kvantinis modelis. Šie du modeliai yra glaudžiai susiję, tačiau kvantinis modelis yra daug išsamesnis nei Bohro modelis. Pagal Bohro modelį elektronas elgiasi kaip dalelė, o kvantinis modelis paaiškina, kad elektronas turi ir dalelių, ir bangų elgesį. Tai yra pagrindinis skirtumas tarp Bohro ir kvantinio modelio.
Atsisiųskite Bohr vs Quantum Model PDF versiją
Galite atsisiųsti šio straipsnio PDF versiją ir naudoti ją neprisijungus, kaip nurodyta citatų pastabose. Atsisiųskite PDF versiją čia. Skirtumas tarp Bohro ir kvantinio modelio.
