Развитие науки время от времени оказывает влияние на человеческую цивилизацию. Один из них касается атома, где теория атома существует за несколько веков до нашей эры и продолжает исследоваться с помощью различных экспериментов ученых, чтобы создать теории, полезные для науки в будущем.
Одним из ученых, исследовавших атом, является Нильс Бор, известный как атомная теория Бора. Датский ученый представил модель атома Бора в 1913 году, описав атом как небольшое положительно заряженное ядро, окруженное электронами, движущимися по круговым орбитам. Где круговая орбита также окружает ядро.
Модель атома Бора напоминает модель солнечной системы, но его гравитационная сила заменена электростатической силой. Открытие двойных свойств электромагнитного излучения и эксперименты, показывающие квантование энергии, помогли Нилу Бору предложить модель атома, которая смогла преодолеть некоторые из слабых мест модели Рухерфорда. Из атомной теории Бора можно выделить 6 основных положений, в том числе:
- Электроны в атоме водорода вращаются вокруг ядра по круговой траектории, но имеют определенную энергию, называемую орбитами.
- Энергия электронов на этих орбитах определяется расстоянием электронов до ядра атома, чем дальше от ядра атома энергия электронов выше.
- Только на орбитах с определенным уровнем энергии электроны могут окружать ядро, или, другими словами, квантованный уровень энергии.
- Электроны могут переходить с более низкого энергетического уровня на более высокий энергетический уровень, если они поглощают достаточно энергии.
- Электроны могут переходить с более высокого уровня энергии на более низкий, выделяя определенную энергию.
- Уровень энергии траектории электрона кратен целому числу от 1 до бесконечности, что называется квантовым числом.
(Также прочтите: Плюсы и минусы атомной теории Резерфорда)
Модель атома водорода Бора
Атомной теории Бора удалось объяснить спектры атомов водорода и атомов с одиночными электронами, но не удалось объяснить спектры атомов с множеством электронов. В модели Бора для атома водорода следует отметить 6 важных моментов, а именно:
- Атом водорода имеет стационарное состояние, которое пронумеровано как n = 1,2,3 ,,,,, до бесконечности. Где n известно как главное квантовое число.
- Радиус стационарного состояния определяется формулой: r n = n2a 0 ,, где a 0 известен как радиус Бора и имеет значение 52,9 пм.
- Энергия данного стационарного состояния (орбиты) в атоме водорода задается как: En = - R H (1 / n2) Дж на атом, где R H называется постоянной Ридберга. = -2,18 х 10-18 Дж на атом.
- Энергия электронов из стационарного состояния (En) всегда отрицательна для атома водорода.
- Теория Бора для атома водорода также может быть применена к таким ионам, как He +, Li 2+, Be 3+, которые имеют только один электрон.
Преимущества и ограничения
Как и другие атомные теории, атомная теория Бора имеет свои достоинства и недостатки. Если, помимо прочего, атом является стабильным, потому что электроны не могут терять энергию, находясь на определенной орбите, атомная теория Бора объясняет линейчатый спектр атома водорода.
Что касается ограниченности атомной теории Бора, среди прочего; Эта теория не может объяснить спектр линий многоэлектронных атомов, не может объяснить разделение спектральных линий в присутствии магнитного поля (эффект Зеемана) или электрического поля (эффект Штарка), не может объяснить относительную интенсивность спектральных линий.
