Ключова разлика – Бор срещу квантов модел
Моделът на Бор и квантовият модел са модели, които обясняват структурата на атома. Моделът на Бор се нарича още модел на Ръдърфорд-Бор, защото е модификация на модела на Ръдърфорд. Моделът на Бор е предложен от Нилс Бор през 1915 г. Квантовият модел е съвременният модел на атома. Ключовата разлика между Бор и квантовия модел е, че моделът на Бор твърди, че електроните се държат като частици, докато квантовият модел обяснява, че електронът има поведение както на частици, така и на вълни.
Какво представлява моделът на Бор?
Както бе споменато по-горе, моделът на Бор е модификация на модела на Ръдърфорд, тъй като моделът на Бор обяснява структурата на атома като съставен от ядро, заобиколено от електрони. Но моделът на Бор е по-напреднал от модела на Ръдърфорд, защото казва, че електроните винаги се движат в определени обвивки или орбити около ядрото. Това също гласи, че тези черупки имат различни енергии и са сферични по форма. Това беше предложено от наблюдения на линейните спектри за водородния атом.
Поради наличието на дискретни линии в линейните спектри, Бор заявява, че орбиталите на атома имат фиксирани енергии и електроните могат да прескачат от едно енергийно ниво на друго, излъчвайки или поглъщайки енергия, което води до линия в линейни спектри.
Основни постулати на модела на Бор
- Електроните се движат около ядрото в сферични орбитали, които имат фиксиран размер и енергия.
- Всяка орбита има различен радиус и се нарича от ядрото навън като n=1, 2, 3 и т.н. или n=K, L, M и т.н., където n е числото на фиксираното енергийно ниво.
- Енергията на една орбитала е свързана с нейния размер.
- Най-малката орбита има най-ниската енергия. Атомът е напълно стабилен, когато електроните са на най-ниското енергийно ниво.
- Когато един електрон се движи в определена орбитала, енергията на този електрон е постоянна.
- Електроните могат да се преместват от едно енергийно ниво на друго чрез поглъщане или освобождаване на енергия.
-
Това движение причинява радиация.
Моделът на Бор идеално пасва на водородния атом, който има един електрон и малко положително заредено ядро. Освен това Бор използва константата на Планк, за да изчисли енергията на енергийните нива на атома.
Фигура 01: Моделът на Бор за водород
Но имаше няколко недостатъка на модела на Бор при обяснението на атомната структура на атоми, различни от водорода.
Ограничения на модела на Бор
- Моделът на Бор не може да обясни ефекта на Зееман (ефект на магнитното поле върху атомния спектър).
- Това не може да обясни ефекта на Старк (ефект на електрическото поле върху атомния спектър).
- Моделът на Бор не успява да обясни атомните спектри на по-големите атоми.
Какво е квантов модел?
Въпреки че квантовият модел е много по-труден за разбиране от модела на Бор, той точно обяснява наблюденията по отношение на големите или сложни атоми. Този квантов модел се основава на квантовата теория. Според квантовата теория електронът има двойственост частица-вълна и е невъзможно да се определи точната позиция на електрона (принцип на неопределеността). По този начин този модел се основава главно на вероятността електрон да бъде разположен навсякъде в орбиталата. Той също така посочва, че орбиталите не винаги са сферични. Орбиталите имат специфични форми за различни енергийни нива и са 3D структури.
Според квантовия модел на един електрон може да се даде име с помощта на квантови числа. В това се използват четири вида квантови числа;
- Основно квантово число, n
- Квантово число на ъглов момент, I
- Магнитно квантово число, ml
- Квантово число на въртене, ms
Основното квантово число обяснява средното разстояние на орбиталата от ядрото и енергийното ниво. Квантовото число на ъгловия момент обяснява формата на орбиталата. Магнитното квантово число описва ориентацията на орбиталите в пространството. Квантовото число на спина дава въртенето на електрон в магнитно поле и вълновите характеристики на електрона.
Фигура 2: Пространствена структура на атомните орбитали.
Каква е разликата между Бор и квантовия модел?
Бор срещу квантов модел |
|
| Моделът на Бор е атомен модел, предложен от Нилс Бор (през 1915 г.), за да обясни структурата на атома. | Квантовият модел е атомен модел, който се счита за модерен атомен модел за точно обяснение на структурата на атома. |
| Поведение на електроните | |
| Моделът на Бор обяснява поведението на частиците на електрона. | Квантовият модел обяснява двойствеността вълна-частица на електрона. |
| Приложения | |
| Моделът на Бор може да се приложи за водороден атом, но не и за големи атоми. | Квантовият модел може да се използва за всеки атом, включително по-малки и големи, сложни атоми. |
| Форма на орбиталите | |
| Моделът на Бор не описва точните форми на всяка орбитала. | Квантовият модел описва всички възможни форми, които една орбитала може да има. |
| Електро-магнитни ефекти | |
| Моделът на Бор не обяснява ефекта на Зееман (ефект на магнитното поле) или ефекта на Старк (ефект на електрическото поле). | Квантовият модел обяснява точно ефектите на Зееман и Старк. |
| Квантови числа | |
| Моделът на Бор не описва квантовите числа, различни от основното квантово число. | Квантовият модел описва всичките четири квантови числа и характеристиките на електрона. |
Резюме – Бор срещу квантов модел
Въпреки че няколко различни атомни модела бяха предложени от учени, най-забележителните модели бяха моделът на Бор и квантовият модел. Тези два модела са тясно свързани, но квантовият модел е много по-подробен от модела на Бор. Според модела на Бор електронът се държи като частица, докато квантовият модел обяснява, че електронът има поведение както на частици, така и на вълни. Това е основната разлика между Бор и квантовия модел.
Изтеглете PDF версия на Bohr срещу квантов модел
Можете да изтеглите PDF версия на тази статия и да я използвате за офлайн цели според бележките за цитиране. Моля, изтеглете PDF версия тук Разлика между Бор и квантов модел.
