Ключевая разница - Бор против квантовой модели
Модель Бора и квантовая модель - это модели, объясняющие структуру атома. Модель Бора также называют моделью Резерфорда-Бора, поскольку она является модификацией модели Резерфорда. Модель Бора была предложена Нильсом Бором в 1915 году. Квантовая модель – это современная модель атома. Ключевое различие между Бором и квантовой моделью заключается в том, что модель Бора утверждает, что электроны ведут себя как частицы, тогда как квантовая модель объясняет, что электрон ведет себя и как частица, и как волна..
Что такое модель Бора?
Как упоминалось выше, модель Бора является модификацией модели Резерфорда, поскольку модель Бора объясняет структуру атома как состоящего из ядра, окруженного электронами. Но модель Бора более продвинута, чем модель Резерфорда, потому что она говорит, что электроны всегда путешествуют по определенным оболочкам или орбитам вокруг ядра. Это также говорит о том, что эти оболочки имеют разную энергию и имеют сферическую форму. Об этом свидетельствовали наблюдения за линейчатыми спектрами атома водорода.
Из-за наличия дискретных линий в линейчатых спектрах Бор заявил, что орбитали атома имеют фиксированную энергию, и электроны могут перескакивать с одного энергетического уровня на другой, испуская или поглощая энергию, в результате чего появляется линия в спектре. линейчатые спектры.
Основные постулаты модели Бора
- Электроны движутся вокруг ядра по сферическим орбиталям, которые имеют фиксированный размер и энергию.
- Каждая орбита имеет разный радиус и называется от ядра наружу как n=1, 2, 3 и т. д. или n=K, L, M и т. д., где n - фиксированный номер энергетического уровня.
- Энергия орбитали связана с ее размером.
- Наименьшая орбита имеет наименьшую энергию. Атом полностью стабилен, когда электроны находятся на самом низком энергетическом уровне.
- Когда электрон движется по определенной орбитали, энергия этого электрона постоянна.
- Электроны могут переходить с одного энергетического уровня на другой, поглощая или выделяя энергию.
-
Это движение вызывает радиацию.
Модель Бора идеально подходит для атома водорода, который имеет один электрон и маленькое положительно заряженное ядро. Кроме того, Бор использовал постоянную Планка для расчета энергии энергетических уровней атома.
Рисунок 01: Модель Бора для водорода
Но у модели Бора было несколько недостатков при объяснении атомной структуры атомов, отличных от водорода.
Ограничения модели Бора
- Модель Бора не могла объяснить эффект Зеемана (влияние магнитного поля на атомный спектр).
- Это не могло объяснить эффект Штарка (влияние электрического поля на атомный спектр).
- Модель Бора не может объяснить атомные спектры более крупных атомов.
Что такое квантовая модель?
Хотя квантовую модель гораздо сложнее понять, чем модель Бора, она точно объясняет наблюдения, касающиеся больших или сложных атомов. Эта квантовая модель основана на квантовой теории. Согласно квантовой теории, электрон обладает корпускулярно-волновым дуализмом и определить точное положение электрона невозможно (принцип неопределенности). Таким образом, эта модель в основном основана на вероятности того, что электрон находится где-либо на орбите. В нем также говорится, что орбитали не всегда сферические. Орбитали имеют определенную форму для разных энергетических уровней и представляют собой трехмерные структуры.
Согласно квантовой модели, электрону можно дать имя с использованием квантовых чисел. При этом используются четыре типа квантовых чисел;
- Главное квантовое число, n
- Квантовое число углового момента, I
- Магнитное квантовое число, ml
- Спиновое квантовое число, мs
Главное квантовое число объясняет среднее расстояние орбитали от ядра и энергетический уровень. Квантовое число углового момента объясняет форму орбитали. Магнитное квантовое число описывает ориентацию орбиталей в пространстве. Спиновое квантовое число дает вращение электрона в магнитном поле и волновые характеристики электрона.
Рисунок 2: Пространственная структура атомных орбиталей.
В чем разница между Бором и квантовой моделью?
Бор против квантовой модели |
|
| Модель Бора - атомная модель, предложенная Нильсом Бором (в 1915 г.) для объяснения строения атома. | Квантовая модель - это атомная модель, которая считается современной атомной моделью для точного объяснения структуры атома. |
| Поведение электронов | |
| Модель Бора объясняет корпускулярное поведение электрона. | Квантовая модель объясняет корпускулярно-волновой дуализм электрона. |
| Приложения | |
| Модель Бора применима к атому водорода, но не к большим атомам. | Квантовая модель может быть использована для любого атома, включая более мелкие и большие сложные атомы. |
| Форма орбиталей | |
| Модель Бора не описывает точную форму каждой орбитали. | Квантовая модель описывает все возможные формы орбитали. |
| Электромагнитные эффекты | |
| Модель Бора не объясняет эффект Зеемана (воздействие магнитного поля) или эффект Штарка (воздействие электрического поля). | Квантовая модель точно объясняет эффекты Зеемана и Штарка. |
| Квантовые числа | |
| Модель Бора не описывает квантовые числа, кроме основного квантового числа. | Квантовая модель описывает все четыре квантовых числа и характеристики электрона. |
Резюме – Бор против квантовой модели
Хотя учеными было предложено несколько различных атомных моделей, наиболее известными моделями были модель Бора и квантовая модель. Эти две модели тесно связаны, но квантовая модель гораздо более детализирована, чем модель Бора. Согласно модели Бора, электрон ведет себя как частица, тогда как квантовая модель объясняет, что электрон имеет поведение как частицы, так и волны. В этом главное отличие Бора от квантовой модели.
Загрузить PDF-версию книги Бор против квантовой модели
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечаниями к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между моделью Бора и квантовой моделью.
