Βασική διαφορά – Bohr vs Quantum Model
Το μοντέλο Bohr και το κβαντικό μοντέλο είναι μοντέλα που εξηγούν τη δομή ενός ατόμου. Το μοντέλο Bohr ονομάζεται επίσης μοντέλο Rutherford-Bohr επειδή είναι μια τροποποίηση του μοντέλου Rutherford. Το μοντέλο Bohr προτάθηκε από τον Niels Bohr το 1915. Το κβαντικό μοντέλο είναι το σύγχρονο μοντέλο ενός ατόμου. Η βασική διαφορά μεταξύ του Bohr και του κβαντικού μοντέλου είναι ότι το μοντέλο Bohr δηλώνει ότι τα ηλεκτρόνια συμπεριφέρονται ως σωματίδια, ενώ το κβαντικό μοντέλο εξηγεί ότι το ηλεκτρόνιο έχει και συμπεριφορά σωματιδίων και κυμάτων.
Τι είναι το μοντέλο Bohr;
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το μοντέλο Bohr είναι μια τροποποίηση του μοντέλου Rutherford, καθώς το μοντέλο Bohr εξηγεί τη δομή του ατόμου ως αποτελείται από έναν πυρήνα που περιβάλλεται από ηλεκτρόνια. Αλλά το μοντέλο Bohr είναι πιο προηγμένο από το μοντέλο Rutherford επειδή λέει ότι τα ηλεκτρόνια ταξιδεύουν πάντα σε συγκεκριμένα κελύφη ή τροχιές γύρω από τον πυρήνα. Αυτό δηλώνει επίσης ότι αυτά τα κελύφη έχουν διαφορετικές ενέργειες και έχουν σφαιρικό σχήμα. Αυτό προτάθηκε από παρατηρήσεις των φασμάτων γραμμής για το άτομο υδρογόνου.
Λόγω της παρουσίας διακριτών γραμμών στα φάσματα γραμμής, ο Bohr δήλωσε ότι τα τροχιακά ενός ατόμου έχουν σταθερές ενέργειες και τα ηλεκτρόνια μπορούν να μεταπηδήσουν από το ένα επίπεδο ενέργειας στο άλλο εκπέμποντας ή απορροφώντας ενέργεια, με αποτέλεσμα μια γραμμή στο φάσματα γραμμής.
Κύρια αξιώματα του μοντέλου Bohr
-
Τα ηλεκτρόνια κινούνται γύρω από τον πυρήνα σε σφαιρικά τροχιακά που έχουν σταθερό μέγεθος και ενέργεια.
- Κάθε τροχιά έχει διαφορετική ακτίνα και ονομάζεται από τον πυρήνα προς τα έξω ως n=1, 2, 3, κ.λπ. ή n=K, L, M, κ.λπ. όπου n είναι ο αριθμός σταθερού επιπέδου ενέργειας.
- Η ενέργεια ενός τροχιακού σχετίζεται με το μέγεθός του.
- Η μικρότερη τροχιά έχει τη χαμηλότερη ενέργεια. Το άτομο είναι εντελώς σταθερό όταν τα ηλεκτρόνια βρίσκονται στο χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο.
- Όταν ένα ηλεκτρόνιο κινείται σε ένα συγκεκριμένο τροχιακό, η ενέργεια αυτού του ηλεκτρονίου είναι σταθερή.
- Τα ηλεκτρόνια μπορούν να μετακινηθούν από το ένα επίπεδο ενέργειας στο άλλο απορροφώντας ή απελευθερώνοντας ενέργεια.
- Αυτή η κίνηση προκαλεί ακτινοβολία.
Το μοντέλο Bohr ταιριάζει απόλυτα στο άτομο υδρογόνου που έχει ένα μόνο ηλεκτρόνιο και έναν μικρό θετικά φορτισμένο πυρήνα. Εκτός από αυτό, ο Bohr χρησιμοποίησε τη σταθερά του Plank για να υπολογίσει την ενέργεια των ενεργειακών επιπέδων του ατόμου.
Εικόνα 01: Το μοντέλο Bohr για το υδρογόνο
Αλλά υπήρχαν λίγα μειονεκτήματα του μοντέλου Bohr κατά την εξήγηση της ατομικής δομής των ατόμων εκτός του Υδρογόνου.
Περιορισμοί του μοντέλου Bohr
- Το μοντέλο Bohr δεν μπορούσε να εξηγήσει το φαινόμενο Zeeman (επίδραση του μαγνητικού πεδίου στο ατομικό φάσμα).
- Δεν μπορούσε να εξηγήσει το φαινόμενο Stark (επίδραση ηλεκτρικού πεδίου στο ατομικό φάσμα).
- Το μοντέλο Bohr αποτυγχάνει να εξηγήσει τα ατομικά φάσματα μεγαλύτερων ατόμων.
Τι είναι το Κβαντικό Μοντέλο;
Αν και το κβαντικό μοντέλο είναι πολύ πιο δύσκολο να κατανοηθεί από το μοντέλο του Bohr, εξηγεί με ακρίβεια τις παρατηρήσεις σχετικά με τα μεγάλα ή πολύπλοκα άτομα. Αυτό το κβαντικό μοντέλο βασίζεται στην κβαντική θεωρία. Σύμφωνα με την κβαντική θεωρία, ένα ηλεκτρόνιο έχει δυαδικότητα σωματιδίου-κύματος και είναι αδύνατο να εντοπιστεί η ακριβής θέση του ηλεκτρονίου (αρχή αβεβαιότητας). Έτσι, αυτό το μοντέλο βασίζεται κυρίως στην πιθανότητα ενός ηλεκτρονίου να βρίσκεται οπουδήποτε στο τροχιακό. Δηλώνει επίσης ότι τα τροχιακά δεν είναι πάντα σφαιρικά. Τα τροχιακά έχουν συγκεκριμένα σχήματα για διαφορετικά επίπεδα ενέργειας και είναι τρισδιάστατες δομές.
Σύμφωνα με το κβαντικό μοντέλο, σε ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να δοθεί ένα όνομα με τη χρήση κβαντικών αριθμών. Σε αυτό χρησιμοποιούνται τέσσερις τύποι κβαντικών αριθμών·
- Κβαντικός αριθμός αρχής, n
- Κβαντικός αριθμός γωνιακής ορμής, I
- Μαγνητικός κβαντικός αριθμός, ml
- Κβαντικός αριθμός περιστροφής, ms
Ο κύριος κβαντικός αριθμός εξηγεί τη μέση απόσταση του τροχιακού από τον πυρήνα και το επίπεδο ενέργειας. Ο κβαντικός αριθμός γωνιακής ορμής εξηγεί το σχήμα του τροχιακού. Ο μαγνητικός κβαντικός αριθμός περιγράφει τον προσανατολισμό των τροχιακών στο χώρο. Ο κβαντικός αριθμός σπιν δίνει την περιστροφή ενός ηλεκτρονίου σε ένα μαγνητικό πεδίο και τα κυματικά χαρακτηριστικά του ηλεκτρονίου.
Εικόνα 2: Χωρική δομή ατομικών τροχιακών.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ του Bohr και του Κβαντικού Μοντέλου;
Bohr εναντίον Κβαντικού Μοντέλου |
|
| Το μοντέλο Bohr είναι ένα ατομικό μοντέλο που προτάθηκε από τον Niels Bohr (το 1915) για να εξηγήσει τη δομή ενός ατόμου. | Το κβαντικό μοντέλο είναι ένα ατομικό μοντέλο που θεωρείται ως το σύγχρονο ατομικό μοντέλο για να εξηγήσει με ακρίβεια τη δομή ενός ατόμου. |
| Συμπεριφορά των ηλεκτρονίων | |
| Το μοντέλο Bohr εξηγεί τη συμπεριφορά των σωματιδίων ενός ηλεκτρονίου. | Το κβαντικό μοντέλο εξηγεί τη δυαδικότητα κύματος-σωματιδίου ενός ηλεκτρονίου. |
| Εφαρμογές | |
| Το μοντέλο Bohr μπορεί να εφαρμοστεί για άτομο υδρογόνου αλλά όχι για μεγάλα άτομα. | Το κβαντικό μοντέλο μπορεί να χρησιμοποιηθεί για οποιοδήποτε άτομο, συμπεριλαμβανομένων των μικρότερων και των μεγάλων, πολύπλοκων ατόμων. |
| Σχήμα τροχιακών | |
| Το μοντέλο Bohr δεν περιγράφει τα ακριβή σχήματα κάθε τροχιακού. | Το κβαντικό μοντέλο περιγράφει όλα τα πιθανά σχήματα που μπορεί να έχει ένα τροχιακό. |
| Ηλεκτρομαγνητικά εφέ | |
| Το μοντέλο Bohr δεν εξηγεί το φαινόμενο Zeeman (επίδραση μαγνητικού πεδίου) ή το φαινόμενο Stark (επίδραση ηλεκτρικού πεδίου). | Το κβαντικό μοντέλο εξηγεί με ακρίβεια τα εφέ Zeeman και Stark. |
| Κβαντικοί αριθμοί | |
| Το μοντέλο Bohr δεν περιγράφει τους κβαντικούς αριθμούς εκτός από τον κύριο κβαντικό αριθμό. | Το κβαντικό μοντέλο περιγράφει και τους τέσσερις κβαντικούς αριθμούς και τα χαρακτηριστικά ενός ηλεκτρονίου. |
Σύνοψη – Bohr vs Quantum Model
Αν και πολλά διαφορετικά ατομικά μοντέλα προτάθηκαν από επιστήμονες, τα πιο αξιοσημείωτα μοντέλα ήταν το μοντέλο Bohr και το κβαντικό μοντέλο. Αυτά τα δύο μοντέλα συνδέονται στενά, αλλά το κβαντικό μοντέλο είναι πολύ πιο λεπτομερές από το μοντέλο του Bohr. Σύμφωνα με το μοντέλο του Bohr, ένα ηλεκτρόνιο συμπεριφέρεται ως σωματίδιο, ενώ το κβαντικό μοντέλο εξηγεί ότι το ηλεκτρόνιο έχει και σωματιδιακή και κυματική συμπεριφορά. Αυτή είναι η κύρια διαφορά μεταξύ του Bohr και του κβαντικού μοντέλου.
Λήψη έκδοσης PDF του Bohr vs Quantum Model
Μπορείτε να κατεβάσετε την έκδοση PDF αυτού του άρθρου και να τη χρησιμοποιήσετε για σκοπούς εκτός σύνδεσης σύμφωνα με τις σημειώσεις παραπομπών. Κάντε λήψη της έκδοσης PDF εδώ Διαφορά μεταξύ Bohr και Quantum Model.
