Du har sikkert set Bohrs atommodel i skolen . Det er en meget vigtig opdagelse, som denne videnskabsmand gjorde for videnskaben, især for elektromagnetisme og elektrokemi. Tidligere var der Rutherfords model , som var ret revolutionerende og meget succesfuld, men den havde nogle konflikter med andre atomlove, såsom Maxwells og Newtons.
I denne artikel vil vi fortælle dig alt hvad du behøver at vide om Bohrs atommodel, samt dens detaljer for at afklare enhver tvivl om emnet.
Problemer, det hjalp med at løse
Som vi nævnte i begyndelsen af artiklen, hjalp denne atommodel med at løse visse konflikter med andre atomlove. I Rutherfords tidligere model forventedes det, at elektroner, der bevægede sig med en negativ elektrisk ladning, ville udsende en form for elektromagnetisk stråling. Dette skulle være tilfældet på grund af elektromagnetismens love. Dette energitab fik elektronerne til at skrumpe ind i deres baner og spiralisere mod centrum. Da de nåede centrum, kollapsede de og kolliderede med kernen.
Dette skabte et problem i teorien, fordi elektronerne ikke blot kunne kollapse ind i kernen; deres baner måtte være forskellige. Dette blev løst med Bohrs atommodel. Den forklarer, at elektroner kredser om kernen i specifikke, tilladte baner med bestemte energier. Denne energi er proportional med Plancks konstant.
Disse baner, som vi har nævnt, hvor elektronerne bevæger sig, blev kaldt energilag eller energiniveauer. Det vil sige, at den energi, som elektroner besidder, ikke altid er den samme, men kvantificeres. Kvanteniveauer er de forskellige baner, hvor atomer findes. Afhængigt af hvilken bane det befinder sig på et givet tidspunkt, vil det have mere eller mindre energi. Banerne tættere på atomkernen har en større mængde energi. På den anden side, jo mere de bevæger sig væk fra kernen, jo mindre energi.
Energiniveau model
Bohrs atommodel, som antydede, at elektroner kun kunne optage eller miste energi ved at hoppe fra et kredsløb til et andet, hjalp med at løse det kollaps, som Rutherfords model foreslog. Når en elektron bevæger sig fra et energiniveau til et andet, absorberer eller udsender den elektromagnetisk stråling. Det vil sige, at når den hopper fra et mere ladet energiniveau til et mindre ladet, frigiver den overskydende energi. Omvendt, når den bevæger sig fra et lavere energiniveau til et højere, absorberer den elektromagnetisk stråling.
Da denne atommodel er en ændring af Rutherford-modellen, opretholdes karakteristikaene for den lille centrale kerne og med det meste af atomets masse. Selvom elektronernes kredsløb ikke er flade som planeterne, kan det siges, at disse elektroner roterer omkring deres kerne på samme måde som planeterne omkring Solen.
Bohrs atommodelprincipper
Vi skal nu analysere principperne for denne atommodel. Det behandles som en detaljeret forklaring af modellen og dens funktion.
- Partikler, der har en positiv ladning De er i lav koncentration sammenlignet med atomets samlede volumen.
- Elektroner med negativ elektrisk ladning er dem, der findes roterende rundt om kernen i cirkulære energibaner.
- Der er energiniveauer i banerne, gennem hvilke elektronerne cirkulerer. De har også en bestemt størrelse, så der er ingen mellemliggende tilstand mellem baner. De går bare fra et niveau til et andet.
- Den energi, som hver bane besidder, er relateret til dens størrelse. Jo længere banen er fra atomens kerne, jo mere energi har den.
- Energiniveauer har forskellige antal elektroner. Jo lavere energiniveau, jo færre elektroner vil det indeholde. For eksempel, hvis vi er på niveau et, vil der være op til to elektroner. På niveau 2 kan der være op til 8 elektroner, og så videre.
- Når elektroner bevæger sig fra en bane til en anden, absorberer eller frigiver de elektromagnetisk energi. Hvis du går fra et mere energisk niveau til et andet mindre, frigiver du overskydende energi og omvendt.
Denne model var revolutionerende og forsøgte at give en stabilitet til materialet, som tidligere modeller manglede. De diskrete emissions- og absorptionsspektre for gasser blev også forklaret af denne atommodel, som kan relateres til forståelsen af de partikler, der udgør stoffet. Det var den første model, der introducerede begrebet kvantisering. Dette gør Bohr atommodellen betragtet som en model, der skræver klassisk mekanik og kvantemekanik. Selvom den også har mangler, var den en forløbermodel for Schrödinger og andre videnskabsmænds senere kvantemekanik.
Begrænsninger og fejl i Bohr-atommodellen
Som vi har nævnt, har denne model også visse mangler og fejl. Den første af disse er, at den hverken forklarer eller giver begrundelser for, hvorfor elektroner skal begrænses til bestemte baner. Den antager blot, at elektroner har en kendt radius og bane. Dette er dog ikke tilfældet. Et årti senere modbeviste Heisenbergs usikkerhedsprincip dette. Dette viser, at Bohrs atommodel ikke kan være den eneste måde at beskrive atomstrukturen på.
Selvom denne atommodel var i stand til præcist at beskrive elektronernes opførsel i hydrogenatomer, var den ikke lige så præcis for grundstoffer med en højere elektrontæthed. Den har svært ved at forklare Zeeman-effekten, som opstår, når spektrallinjer deler sig i to eller flere i nærvær af et eksternt, statisk magnetfelt. Desuden bliver begrænsningerne ved denne model, især i kvantiseringen af impulsmoment i grundtilstanden, mere tydelige, efterhånden som atomets kompleksitet stiger.
En anden af de fejl og begrænsninger, som denne model har, er at den giver en forkert værdi for vinkelmomentet på jordtilstandsbanen. Alle disse nævnte fejl og begrænsninger gør, at Bohrs atommodel blev erstattet af kvanteteori år senere.
Jeg håber, at du med denne artikel kan lære mere om Bohrs atommodel og dens anvendelser inden for videnskab.