Keskeinen ero - Bohr vs. kvanttimalli
Bohrin malli ja kvanttimalli ovat malleja, jotka selittävät atomin rakenteen. Bohr-mallia kutsutaan myös Rutherford-Bohr-malliksi, koska se on muunnos Rutherford-mallista. Bohr-mallin ehdotti Niels Bohr vuonna 1915. Kvanttimalli on moderni atomimalli. Keskeinen ero Bohrin ja kvanttimallin välillä on se, että Bohr-malli toteaa elektronien käyttäytyvän hiukkasina, kun taas kvanttimalli selittää, että elektronilla on sekä hiukkas- että aaltokäyttäytyminen.
SISÄLLYS
1. Yleiskatsaus ja keskeinen ero
2. Mikä on Bohr-malli
3. Mikä on kvanttimalli
4. Vertailu vierekkäin - Bohr vs. kvanttimalli taulukkomuodossa
5. Yhteenveto
Mikä on Bohr-malli?
Kuten edellä mainittiin, Bohr-malli on muunnos Rutherford-mallista, koska Bohr-malli selittää atomin rakenteen muodostuneen elektronien ympäröimästä ytimestä. Mutta Bohrin malli on edistyneempi kuin Rutherford-malli, koska siinä sanotaan, että elektronit kulkevat aina tietyissä kuorissa tai kiertoradoilla ytimen ympäri. Tässä todetaan myös, että näillä kuorilla on erilaiset energiat ja ne ovat muodoltaan pallomaisia. Sitä ehdotti vetyatomin linjaspektrien havainnot.
Erillisten viivojen läsnäolosta johtuen Bohr totesi, että atomin kiertoradoilla on kiinteät energiat ja elektronit voivat hypätä yhdeltä energiatasolta toiselle lähettämällä tai absorboimalla energiaa, mikä johtaa viivaan linjaspektreissä.
Bohr-mallin pääpostulaatit
- Elektronit liikkuvat ytimen ympäri pallomaisilla orbitaaleilla, joilla on kiinteä koko ja energia.
- Jokaisella kiertoradalla on erilainen säde ja se on nimetty ytimestä ulospäin n = 1, 2, 3 jne. Tai n = K, L, M jne., Missä n on kiinteä energiatason luku.
- Kiertoradan energia liittyy sen kokoon.
- Pienimmällä kiertoradalla on pienin energia. Atomi on täysin vakaa, kun elektronit ovat alimmalla energiatasolla.
- Kun elektroni liikkuu tietyllä kiertoradalla, kyseisen elektronin 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 laskemaan atomin energiatasojen energian.
Kuva 01: Bohrin malli vedylle
Mutta Bohr-mallilla oli vain vähän haittoja, kun selitettiin muiden atomien kuin vetyjen atomirakennetta.
Bohr-mallin rajoitukset
- Bohr-malli ei voinut selittää Zeeman-vaikutusta (magneettikentän vaikutus atomispektriin).
- Se ei voinut selittää Stark-vaikutusta (sähkökentän vaikutus atomispektriin).
- Bohr-malli ei pysty selittämään suurempien atomien atomispektrit.
Mikä on Quantum-malli?
Vaikka kvanttimallia on paljon vaikeampaa ymmärtää kuin Bohrin mallia, se selittää tarkasti suuria tai monimutkaisia atomeja koskevat havainnot. Tämä kvanttimalli perustuu kvanttiteoriaan. Kvanttiteorian mukaan elektronilla on hiukkasaaltodualiteetti ja elektronin tarkkaa sijaintia on mahdotonta löytää (epävarmuusperiaate). Siten tämä malli perustuu pääasiassa todennäköisyyteen, että elektroni voi sijaita missä tahansa kiertoradalla. Siinä todetaan myös, että kiertoradat eivät aina ole pallomaisia. Orbitaaleilla on erityiset muodot eri energiatasoille ja ne ovat 3D-rakenteita.
Kvanttimallin mukaan elektronille voidaan antaa nimi käyttämällä kvanttilukuja. Tässä käytetään neljää tyyppiä kvanttilukuja;
- Periaatekvanttiluku, n
- Kulmamomenttikvanttiluku, I
- Magneettinen kvanttiluku, m l
- Spin kvanttiluku, m s
Peruskvanttiluku selittää kiertoradan keskimääräisen etäisyyden ytimestä ja energiatason. Kulmamomenttikvanttiluku selittää kiertoradan muodon. Magneettinen kvanttiluku kuvaa orbitaalien suunnan avaruudessa. Spin kvanttiluku antaa elektronin pyöriä magneettikentässä ja elektronin aalto-ominaisuudet.
Kuva 2: Atomiorbitaalien avaruusrakenne.
Mitä eroa on Bohrin ja Quantum-mallin välillä?
Erilainen artikkeli keskellä taulukkoa
Bohr vs. kvanttimalli |
|
| Bohr-malli on atomimalli, jonka Niels Bohr (vuonna 1915) ehdotti atomin rakenteen selittämiseksi. | Kvanttimalli on atomimalli, jota pidetään modernina atomimallina atomin rakenteen selittämiseksi tarkasti. |
| Elektronien käyttäytyminen | |
| Bohrin malli selittää elektronin hiukkaskäyttäytymisen. | Kvanttimalli selittää elektronin aaltopartikkelidualiteetin. |
| Sovellukset | |
| Bohr-mallia voidaan käyttää vetyatomille, mutta ei suurille atomille. | Kvanttimallia voidaan käyttää mihin tahansa atomiin, mukaan lukien pienemmät ja suuret, monimutkaiset atomit. |
| Orbitaalien muoto | |
| Bohr-malli ei kuvaa jokaisen kiertoradan tarkkaa muotoa. | Kvanttimalli kuvaa kaikki mahdolliset muodot, joita kiertorata voi olla. |
| Sähkömagneettiset vaikutukset | |
| Bohr-malli ei selitä Zeeman-vaikutusta (magneettikentän vaikutus) tai Stark-vaikutusta (sähkökentän vaikutus). | Kvanttimalli selittää Zeemanin ja Starkin vaikutukset tarkasti. |
| Kvanttinumerot | |
| Bohr-malli ei kuvaa muita kvanttilukuja kuin peruskvanttiluku. | Kvanttimalli kuvaa kaikki neljä kvanttilukua ja elektronin ominaisuudet. |
Yhteenveto - Bohr vs. kvanttimalli
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. Bohr-mallin mukaan elektroni käyttäytyy hiukkasena, kun taas kvanttimalli selittää, että elektronilla on sekä hiukkas- että aaltokäyttäytyminen. Tämä on tärkein ero Bohrin ja kvanttimallin välillä.
Lataa Bohr vs Quantum -mallin PDF-versio
Voit ladata tämän artikkelin PDF-version ja käyttää sitä offline-tarkoituksiin lainausmerkintöjen mukaan. Lataa PDF-versio täältä Bohrin ja kvanttimallin välinen ero.
