ANG MODELONG ATOMIC NI BOHR: MGA KATANGIAN AT NAG-POSTULATE - PISIKAL - 2025

Ang modelo ng atomikong Bohr ay isang representasyon ng atom na iminungkahi ng Danish physicist na si Neils Bohr (1885-1962). Itinataguyod ng modelo na ang electron ay naglalakbay sa mga orbit sa isang nakapirming distansya sa paligid ng atomic nucleus, na naglalarawan ng isang pare-pareho na pabilog na paggalaw. Ang mga orbit - o antas ng enerhiya, tulad ng tinawag niya - ay iba-iba ang enerhiya.

Sa tuwing binabago ng elektron ang orbit nito, naglalabas o sumisipsip ng enerhiya sa mga nakapirming halaga na tinatawag na "quanta." Ipinaliwanag ni Bohr ang spectrum ng ilaw na pinakawalan (o hinihigop) ng atom ng hydrogen. Kapag ang isang elektron ay lumilipat mula sa isang orbit patungo sa iba pang nukleyar, mayroong pagkawala ng enerhiya at ang ilaw ay pinalabas, na may katangian na haba at lakas.

Pinagmulan: wikimedia.org. May-akda: Sharon Bewick, Adrignola. Ang paglalarawan ng modelong atomic ni Bohr. Proton, orbit at elektron.

Binilang ni Bohr ang mga antas ng enerhiya ng elektron, isinasaalang-alang na ang mas malapit na elektron ay sa nucleus, mas mababa ang estado ng enerhiya. Sa ganitong paraan, ang karagdagang elektron ay mula sa nucleus, ang bilang ng antas ng enerhiya ay magiging mas malaki at, samakatuwid, ang estado ng enerhiya ay magiging mas malaki.

Pangunahing tampok

Ang mga tampok na modelo ng Bohr ay mahalaga dahil tinukoy nila ang landas sa pagbuo ng isang mas kumpletong modelo ng atomic. Ang pangunahing mga ay:

Sinusuportahan ito ng iba pang mga modelo at teorya sa oras

Ang modelo ni Bohr ay ang unang nagsama ng teorya ng kabuuan, batay sa modelong atomika ni Rutherford at sa mga ideya na nakuha mula sa photoelectric na epekto ni Albert Einstein. Sa katunayan sina Einstein at Bohr ay magkaibigan.

Katibayan sa pang-eksperimentong

Ayon sa modelong ito, ang mga atomo ay sumisipsip o naglalabas ng radiation lamang kapag tumalon ang mga electron sa pagitan ng pinapayagan na mga orbit. Ang mga pisika ng Aleman na sina James Franck at Gustav Hertz ay nakakuha ng eksperimentong ebidensya para sa mga estado na ito noong 1914.

Ang mga elektron ay umiiral sa mga antas ng enerhiya

Ang mga elektron ay pumapalibot sa nucleus at umiiral sa ilang mga antas ng enerhiya, na kung saan ay discrete at inilarawan sa mga numero ng dami.

Ang halaga ng enerhiya ng mga antas na ito ay umiiral bilang isang function ng isang numero n, na tinatawag na pangunahing bilang ng dami, na maaaring kalkulahin sa mga equation na ay detalyado sa ibang pagkakataon.

Kung walang enerhiya walang paggalaw ng elektron

Pinagmulan: wikimedia.org. May-akda: Kurzon

Ang itaas na ilustrasyon ay nagpapakita ng isang electron na bumubuo ng kabuuan.

Ayon sa modelong ito, nang walang enerhiya ay walang paggalaw ng elektron mula sa isang antas patungo sa isa pa, tulad ng walang enerhiya hindi posible na maiangat ang isang nahulog na object o upang paghiwalayin ang dalawang magnet.

Iminungkahi ni Bohr ang kabuuan bilang ang enerhiya na hinihiling ng isang elektron na ipasa mula sa isang antas patungo sa isa pa. Itinatag din niya na ang pinakamababang antas ng enerhiya na sinakop ng isang elektronya ay tinatawag na "estado ng lupa." Ang "nasabik na estado" ay isang hindi matatag na estado, ang resulta ng pagpasa ng isang elektron sa isang mas mataas na orbital ng enerhiya.

Bilang ng mga electron sa bawat shell

Ang mga electron na magkasya sa bawat shell ay kinakalkula na may 2n ²

Ang mga elemento ng kemikal na bahagi ng pana-panahong talahanayan at na sa parehong haligi ay may parehong mga electron sa huling shell. Ang bilang ng mga elecrons sa unang apat na layer ay 2, 8, 18, at 32.

Ang mga elektron ay umiikot sa mga pabilog na orbit na walang radiating enerhiya

Ayon sa Unang Postulate ng Bohr, inilalarawan ng mga electron ang mga circular orbits sa paligid ng nucleus ng atom nang walang radiating enerhiya.

Pinapayagan ang mga orbit

Ayon sa Ikalawang Postulate ni Bohr, ang tanging mga orbit na pinapayagan para sa isang elektron ay ang mga kung saan ang angular momentum L ng elektron ay isang integer na maramihang pare-pareho ng Planck. Sa matematika ito ay ipinahayag tulad nito:

Ang enerhiya ay pinakawalan o nasisipsip sa mga jumps

Ayon sa Ikatlong Postulate, ang mga electron ay naglalabas o sumisipsip ng enerhiya sa mga jumps mula sa isang orbit patungo sa isa pa. Sa orbit jump, ang isang photon ay inilalabas o nasisipsip, na ang enerhiya ay kinakatawan ng matematika:

Ang modelong atomic ni Bohr ay nag-post

Ipinagpatuloy ni Bohr ang modelo ng planeta ng atom, ayon sa kung saan ang mga elektron ay umiikot sa isang positibong sisingilin na nucleus, tulad ng mga planeta sa paligid ng Araw.

Gayunpaman, ang modelong ito ay hinamon ang isa sa mga postulate ng klasikal na pisika. Ayon dito, ang isang maliit na butil na may isang singil ng kuryente (tulad ng elektron) na lumipat sa isang pabilog na landas, ay dapat na patuloy na mawalan ng enerhiya dahil sa paglabas ng electromagnetic radiation. Kapag nawalan ng enerhiya, ang electron ay kailangang sumunod sa isang spiral hanggang sa ito ay nahulog sa nucleus.

Ipinagpalagay ni Bohr na ang mga batas ng pisikal na pisika ay hindi ang pinaka-angkop para sa paglalarawan ng napansin na katatagan ng mga atoms at isulong ang sumusunod na tatlong postulate:

Unang mag-post

Ang elektron ay lumibot sa nucleus sa mga orbit na gumuhit ng mga bilog, nang walang radiating enerhiya. Sa mga orbit na ito ang orbital angular momentum ay palaging.

Para sa mga electron ng isang atom, ang mga orbit lamang ng ilang mga radii ay pinapayagan, na naaayon sa ilang mga tinukoy na antas ng enerhiya.

Pangalawang postulate

Hindi lahat ng mga orbit ay posible. Ngunit sa sandaling ang elektron ay nasa isang orbit na pinapayagan, ito ay nasa isang estado ng tiyak at palagiang enerhiya at hindi naglalabas ng enerhiya (nakatigil na orbit ng enerhiya).

Halimbawa, sa atom ng hydrogen ang enerhiya na pinapayagan para sa elektron ay ibinibigay ng mga sumusunod na equation:

Sa equation na ito ang halaga -2.18 x ^10-18 ay ang Rydberg pare-pareho para sa hydrogen atom, at ang n = dami ng dami ay maaaring tumagal ng mga halaga mula 1 hanggang ∞.

Ang enerhiya ng elektron ng isang hydrogen atom na nabuo mula sa nakaraang equation ay negatibo para sa bawat isa sa mga halaga ng n. Habang tumataas ang n, ang enerhiya ay hindi gaanong negatibo at, samakatuwid, ay nagdaragdag.

Kapag n ay sapat na malaki - halimbawa, n = ∞ - ang enerhiya ay zero at kumakatawan na ang elektron ay pinakawalan at ang ionized na atom. Ang zero na estado ng enerhiya ay nagbibigay ng mas mataas na enerhiya kaysa sa mga negatibong estado ng enerhiya.

Pangatlong postulate

Ang isang elektron ay maaaring magbago mula sa isang nakatigil na orbit ng enerhiya patungo sa isa pa sa pamamagitan ng paglabas o pagsipsip ng enerhiya.

Ang enerhiya na inilabas o hinihigop ay magiging katumbas ng pagkakaiba sa enerhiya sa pagitan ng dalawang estado. Ang enerhiya na E ay nasa anyo ng isang photon at ibinibigay ng mga sumusunod na equation:

E = h ν

Sa ekwasyong ito ay ang enerhiya (hinihigop o pinalabas), h ay palaging Planck (ang halaga nito ay 6.63 x 10 ^-34 joule-segundo) at ν ang dalas ng ilaw, na ang yunit ay 1 / s .

Diagram ng Antas ng Enerhiya para sa Mga Atoma ng Hydrogen

Ang modelong Bohr ay nakagaginhawang ipaliwanag ang spectrum ng hydrogen atom. Halimbawa, sa saklaw ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba ng haba, ang emission spectrum ng hydrogen atom ay ang mga sumusunod:

Tingnan natin kung paano makalkula ang dalas ng ilan sa mga sinusunod na light band; halimbawa, ang kulay pula.

Gamit ang unang equation at paghahalili ng 2 at 3 para sa n, nakuha ang mga resulta na ipinapakita sa diagram.

Na ibig sabihin:

Para sa n = 2, E ₂ = -5.45 x 10 ^-19 J

Para sa n = 3, E ₃ = -2.42 x 10 ^-19 J

Ito ay posible upang makalkula ang pagkakaiba ng enerhiya para sa dalawang antas:

ΔE = E ₃ - E ₂ = (-2.42 - (- 5.45)) x 10 ^{- 19} = 3.43 x 10 ^{- 19} J

Ayon sa equation na ipinaliwanag sa pangatlong postulate ΔE = h ν. Kaya, maaari mong kalkulahin ang ν (dalas ng ilaw):

ν = ΔE / h

Na ibig sabihin:

ν = 3.43 x 10 ^–19 J / 6.63 x 10 ^-34 Js

ν = 4.56 x 10 ¹⁴ s ^-1 o 4.56 x 10 ¹⁴ Hz

Ang pagiging λ = c / ν, at ang bilis ng ilaw c = 3 x 10 ⁸ m / s, ang haba ng haba ay ibinigay ng:

λ = 6.565 x 10 ^{- 7} m (656.5 nm)

Ito ang haba ng haba ng haba ng haba ng sinusunod na pulang band sa linya ng hydrogen line.

Ang 3 pangunahing mga limitasyon ng modelo ng Bohr

1- Ito ay umaayon sa spectrum ng hydrogen atom ngunit hindi sa spectra ng iba pang mga atom.

2- Ang mga pag-aari ng alon ng elektron ay hindi kinakatawan sa paglalarawan nito bilang isang maliit na butil na umiikot sa paligid ng atomic nucleus.

3- Hindi maipaliwanag ni Bohr kung bakit hindi naaangkop ang klasikal na electromagnetism sa kanyang modelo. Iyon ay, kung bakit ang mga electron ay hindi naglalabas ng electromagnetic radiation kapag sila ay nasa isang nakatigil na orbit.

Mga Artikulo ng interes

Modelong atom ng Schrödinger.

Modelo ng atom na De Broglie.

Ang modelong atomika ni Chadwick.

Modelong atom ng Heisenberg.

Modelong atomika ni Perrin.

Modelong atom ni Thomson.

Ang modelong atomic ni Dalton.

Modelong atomic ng Dirac Jordan.

Atomikong modelo ng Democritus.

Sommerfeld atomic na modelo.

Mga Sanggunian

1. Kayumanggi, TL (2008). Chemistry: ang gitnang agham. Upper Saddle River, NJ: Pearson Prentice Hall
2. Eisberg, R., & Resnick, R. (2009). Dami ng pisika ng mga atomo, molekula, solido, nuclei, at mga partikulo. New York: Wiley
3. Modelong atomic ng Bohr-Sommerfeld. Nabawi mula sa: fisquiweb.es
4. Joesten, M. (1991). Mundo ng kimika. Philadelphia, Pa .: Publisher ng Saunders College, pp.76-78.
5. Model ng Bohr de l'atome d'hydrogène. Nabawi mula sa fr.khanacademy.org
6. Izlar, K. Rétrospective sur l'atome: le modèle de Bohr a sent ans. Nabawi mula sa: home.cern