Kiemelt különbség – Bohr vs kvantummodell
A Bohr-modell és a kvantummodell olyan modellek, amelyek megmagyarázzák egy atom szerkezetét. A Bohr modellt Rutherford-Bohr modellnek is nevezik, mivel ez a Rutherford modell módosítása. A Bohr-modellt Niels Bohr javasolta 1915-ben. A kvantummodell egy atom modern modellje. A legfontosabb különbség a Bohr és a kvantummodell között az, hogy a Bohr-modell szerint az elektronok részecskeként viselkednek, míg a kvantummodell azt magyarázza, hogy az elektronnak részecske- és hullámviselkedése is van.
Mi az a Bohr-modell?
Amint fentebb említettük, a Bohr-modell a Rutherford-modell módosítása, mivel a Bohr-modell az atom szerkezetét úgy magyarázza, hogy az elektronokkal körülvett magból áll. De a Bohr-modell fejlettebb, mint a Rutherford-modell, mert azt mondja, hogy az elektronok mindig meghatározott héjakban vagy az atommag körüli pályákon utaznak. Ez azt is kijelenti, hogy ezek a héjak különböző energiájúak és gömb alakúak. Ezt sugalmazták a hidrogénatom vonalspektrumának megfigyelései.
A vonalspektrumokban diszkrét vonalak jelenléte miatt Bohr kijelentette, hogy az atomok pályái rögzített energiájúak, és az elektronok egyik energiaszintről a másikra ugorhatnak energiát kibocsátva vagy elnyelve, ami egy vonalat eredményez vonalspektrumok.
A Bohr-modell fő posztulátumai
- Az elektronok az atommag körül gömbpályákon mozognak, amelyek mérete és energiája rögzített.
- Minden pályának más a sugara, és az atommagtól kifelé haladva n=1, 2, 3 stb. vagy n=K, L, M stb. néven nevezik őket, ahol n a rögzített energiaszint száma.
- Egy pálya energiája összefügg a méretével.
- A legkisebb pályán a legkisebb az energia. Az atom akkor teljesen stabil, ha az elektronok a legalacsonyabb energiaszinten vannak.
- Ha egy elektron egy bizonyos pályán mozog, az elektron energiája állandó.
- Az elektronok energia elnyelésével vagy felszabadításával egyik energiaszintről a másikra mozoghatnak.
-
Ez a mozgás sugárzást okoz.
A Bohr-modell tökéletesen illeszkedik a hidrogénatomhoz, amelynek egyetlen elektronja és egy kis pozitív töltésű magja van. Ezen kívül Bohr a Plank-állandót használta az atom energiaszintjének energiájának kiszámításához.
01. ábra: A Bohr-modell a hidrogénhez
De a Bohr-modellnek kevés hátránya volt, amikor a hidrogéntől eltérő atomok atomi szerkezetét magyarázta.
A Bohr-modell korlátai
- A Bohr-modell nem tudta megmagyarázni a Zeeman-effektust (a mágneses tér hatása az atomspektrumra).
- Nem tudta megmagyarázni a Stark-effektust (az elektromos tér hatása az atomspektrumra).
- A Bohr-modell nem magyarázza meg a nagyobb atomok atomi spektrumát.
Mi az a kvantummodell?
Bár a kvantummodellt sokkal nehezebb megérteni, mint a Bohr-modellt, pontosan megmagyarázza a nagy vagy összetett atomokra vonatkozó megfigyeléseket. Ez a kvantummodell kvantumelméletre épül. A kvantumelmélet szerint az elektronnak részecske-hullám kettőssége van, és lehetetlen meghatározni az elektron pontos helyzetét (bizonytalansági elv). Így ez a modell főként azon a valószínűségen alapul, hogy egy elektron a pályán bárhol elhelyezkedjen. Azt is kijelenti, hogy a pályák nem mindig gömb alakúak. A pályáknak sajátos alakjuk van a különböző energiaszintekhez, és 3D-s szerkezetek.
A kvantummodell szerint egy elektronnak kvantumszámok felhasználásával is lehet nevet adni. Ebben négyféle kvantumszámot használnak;
- Elv kvantumszám, n
- Szögimpulzus-kvantumszám, I
- Mágneses kvantumszám, ml
- Spin kvantumszám, ms
Az elvi kvantumszám megmagyarázza a pálya átlagos távolságát az atommagtól és az energiaszintet. A szögimpulzus-kvantumszám megmagyarázza a pálya alakját. A mágneses kvantumszám a pályák térbeli orientációját írja le. A spinkvantumszám megadja az elektron mágneses térben való forgását és az elektron hullámjellemzőit.
2. ábra: Az atompályák térszerkezete.
Mi a különbség a Bohr és a kvantummodell között?
Bohr vs Quantum Model |
|
| A Bohr-modell Niels Bohr (1915-ben) által javasolt atomi modell az atom szerkezetének magyarázatára. | A kvantummodell egy atommodell, amelyet modern atomi modellnek tekintenek az atom szerkezetének pontos magyarázatára. |
| Az elektronok viselkedése | |
| A Bohr-modell megmagyarázza az elektronok részecske viselkedését. | A kvantummodell megmagyarázza az elektron hullám-részecske kettősségét. |
| Alkalmazások | |
| A Bohr-modell alkalmazható hidrogénatomra, de nagy atomokra nem. | A kvantummodell bármely atomhoz használható, beleértve a kisebbeket és a nagy, összetett atomokat is. |
| Shape of Orbitals | |
| A Bohr-modell nem írja le minden pálya pontos alakját. | A kvantummodell leírja a pálya összes lehetséges alakját. |
| Elektromágneses hatások | |
| A Bohr-modell nem magyarázza meg a Zeeman-effektust (a mágneses tér hatása) vagy a Stark-effektust (az elektromos tér hatása). | A kvantummodell pontosan magyarázza a Zeeman és Stark hatásokat. |
| Kvantumszámok | |
| A Bohr-modell nem írja le a kvantumszámokat az elvi kvantumszámon kívül. | A kvantummodell leírja mind a négy kvantumszámot és egy elektron jellemzőit. |
Összefoglaló – Bohr vs Quantum Model
Bár számos különböző atommodellt javasoltak a tudósok, a legfigyelemreméltóbb modellek a Bohr-modell és a kvantummodell voltak. Ez a két modell szorosan összefügg, de a kvantummodell sokkal részletesebb, mint a Bohr-modell. A Bohr-modell szerint az elektron részecskeként viselkedik, míg a kvantummodell megmagyarázza, hogy az elektron részecske- és hullámviselkedéssel is rendelkezik. Ez a fő különbség a Bohr és a kvantummodell között.
A Bohr vs Quantum Model PDF verziójának letöltése
Letöltheti ennek a cikknek a PDF-verzióját, és offline célokra használhatja az idézet megjegyzései szerint. Kérjük, töltse le a PDF verziót innen: Különbség a Bohr és a kvantummodell között.
