แบบจำลองเชิงกลคลื่นของอะตอมแตกต่างจากแบบจำลอง bohr อย่างไร

ตอบ:

ในอิเล็กตรอนของอะตอม Bohr นั้นถือว่าไม่ต่อเนื่องอนุภาคทางกายภาพที่ค่อนข้างเหมือนลูกบอลที่มีประจุลบน้อยมากซึ่งเคลื่อนที่เป็นวงกลม (เช่นดาวเคราะห์) รอบนิวเคลียสที่มีประจุบวกที่รัศมีพิเศษซึ่งเป็นผลมาจาก "เชิงปริมาณ" เชิงมุม โมเมนตัม (จำกัด ให้อยู่ในรายการค่าที่อนุญาต) ผ่าน # m_ {e} v r = n h / {2 pi} #. ซึ่งหมายความว่าอนุญาตเฉพาะพลังงานเฉพาะ #E_n = - {Z ^ 2 R_e} / n ^ 2 #โดยที่ {E_n} เป็นพลังงานของวงโคจรที่ n Z คือประจุของนิวเคลียส (เลขอะตอม) และ # R_e # คือพลังงาน Rydberg ซึ่งก็คือ 13.6 eV

แบบจำลองคลื่นเป็นการรักษาเชิงกลแบบควอนตัมแบบเต็มรูปแบบของอะตอม อิเล็กตรอนไม่ได้แยกออกจากกันแทนที่จะนึกภาพความน่าจะเป็น "สเมียร์"

คำอธิบาย:

อะตอมของบอร์ (บางครั้งเรียกว่าแบบจำลองบอร์ - รัทเธอร์ฟอร์ด) เป็นผลมาจากผลสองประการของวิทยาศาสตร์ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20: การทดลองฟอยล์สีทอง preformed ที่ห้องทดลองของรัทเธอร์ฟอร์ด และทฤษฎีควอนตัมที่กำลังพัฒนา

จากการทดลองฟอยล์สีทองพบว่าอะตอมประกอบด้วยประจุบวกขนาดเล็กและหนักมากเรียกว่านิวเคลียสและอิเล็กตรอนขนาดเล็กที่มีอยู่รอบตัวมันติดอยู่โดยกองกำลังไฟฟ้าสถิต (ประจุลบชอบออกไปเที่ยวกับสิ่งต่าง ๆ ที่มีประจุบวก)) วิธีเดียวที่สามารถเข้าใจได้ในเวลานี้คืออิเล็กตรอนไปรอบ ๆ นิวเคลียสเหมือนดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์ บางครั้งเรียกว่าแบบจำลองรัทเธอร์ฟอร์ด

ทฤษฎีควอนตัมของแสงได้แก้ไขหายนะอัลตราไวโอเลตซึ่งเกิดขึ้นเมื่อแบบจำลองการปล่อยความร้อน (เรียกว่า Blackbody) และถูกใช้โดย Einstein เพื่ออธิบายผลกระทบของแสง มันเกี่ยวข้องกับการรักษาพลังงานของแสงซึ่งก่อนหน้านี้ได้รับการพิจารณาให้เป็นแบบต่อเนื่อง (ของค่าใด ๆ) ขณะนี้เกิดขึ้นเฉพาะในชิ้นส่วนแยกที่เรียกว่า "ควอนตั้ม" ซึ่งเป็นชิ้นส่วนของแสงซึ่งตอนนี้เราเรียกโฟตอน ความถี่เป็นค่าคงที่ #E_ {ph} = h f # และมันก็ใช้งานได้ดี

ตรรกะนี้ถูกนำไปใช้กับอะตอมโดย จำกัด อิเล็กตรอนกับรัศมีพิเศษโดย จำกัด โมเมนตัมเชิงมุม # m_ {e} v r = n h / {2 pi} #และอนุญาตเฉพาะพลังงานและรัศมีเฉพาะเท่านั้น #E_n = - {Z ^ 2 R_e} / n ^ 2 #โดยที่ {E_n} เป็นพลังงานของวงโคจรที่ n Z คือประจุของนิวเคลียส (เลขอะตอม) และ # R_e # คือพลังงาน Rydberg ซึ่งก็คือ 13.6 eV

แบบจำลองนี้เป็นครั้งแรกที่อธิบายสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจนซึ่งเป็นรูปแบบแสงพิเศษ มันเกิดจากอิเล็กตรอนที่เพิ่มขึ้นและลดลงระหว่างรัศมีพิเศษเหล่านี้เรียกว่าโคจรและเปล่งแสงหรือดูดซับแสงเท่ากับความแตกต่างของพลังงานที่ต้องการ นี่เป็นเรื่องใหญ่นักวิทยาศาสตร์ทำการวัดสเปกตรัมมานานหลายสิบปี แต่ก็ไม่มีคำอธิบายสำหรับรูปแบบของอะตอมแสงและโมเลกุลที่ผลิต ตอนนี้เราทำไฮโดรเจนแล้ว ด้วยการปรับแต่งบางอย่างมันยังได้รับอนุญาตจากคำอธิบายบางอย่างของวาเลนซ์ อย่างไรก็ตามมันไม่สามารถอธิบายสเปกตรัมขององค์ประกอบอื่น ๆ จากนั้นไฮโดรเจนหรือรายละเอียดปลีกย่อยของวาเลนซ์หรือ "การปิดกั้น" ในตารางธาตุ

ดังนั้นการรักษาแบบกึ่งปริมาณควอนตัมของอิเล็กตรอนที่เคลื่อนที่ไปรอบ ๆ นิวเคลียสจึงเป็นก้าวที่ยอดเยี่ยม แต่ก็ไม่ไกลพอ แบบจำลองคลื่นกลดำเนินต่อไปการรักษาควอนตัมแบบเต็มต้องรอกลศาสตร์ควอนตัม ชิ้นส่วนที่ขาดหายไปคือการพัฒนาหลักการแยกตัวของ Pauli คู่คลื่น - อนุภาคเนื่องจาก Louis de Broglie ส่วนใหญ่ที่อนุภาคทั้งหมดมีอยู่ในคลื่นความพร่ามัวของความน่าจะเป็นและสมการที่ควบคุมพวกมันคือสมการชโรดิงเงอร์ 1920

แบบจำลองคลื่นของอะตอมมาจากอาคารจากนั้นจึงทำการแก้สมการชโรดิงเงอร์สำหรับพันธะอิเล็กตรอนโดยนิวเคลียสในขณะที่อาจมีการปรับแต่งสิ่งเหล่านี้ รายละเอียดสามารถพบได้ในหลักสูตร QM ปีที่ 3 แต่คุณใส่ใจในผลลัพธ์! แบบจำลองคลื่นอธิบายการเติมอะตอมมิกเชลล์การแก้ปัญหาให้วงโคจรหลายประเภทแต่ละแบบมีอิเลกตรอนที่ได้รับอนุญาตที่แตกต่างกัน s sell ที่มี 2, p เชลล์ที่มี 6, เชลล์ที่มี 10 และ f เชลล์ที่ 14

"บล็อก" ในตารางธาตุนั่นคือแต่ละแถวของโลหะการเปลี่ยนผ่านกำลังเติมเปลือก d, 3d แรก, 4d ที่สองและที่สามเติม 5d Orbitals เป็นแผนที่ความน่าจะเป็นที่อิเล็กตรอนมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นและพันธบัตรเป็นสองวงโคจรของอะตอมที่ทับซ้อนกันและเข้าร่วม

มันยังอธิบาย ALL อะตอมมิกสเปคตร้าอย่างละเอียดและสเปคตรัมโมเลกุลของสิ่งที่เรามีเวลาในการคำนวณและเมื่อนำไปใช้กับคริสตัลอธิบายคุณสมบัติของของแข็ง. มันประสบความสำเร็จใน WILDLY และมีการดึงกลับมา ในรูปแบบของอิเล็กตรอนแบบโบร์นั้นเข้าใจง่ายกว่าพวกมันเป็นลูกบอลที่มีประจุตอนนี้เรามีการแจกแจงความน่าจะพร่ามัว สมองของคุณได้รับการออกแบบมาเพื่อถ่ายภาพสิ่งต่าง ๆ ตามขนาดของลูกตะกร้าคุณสามารถเข้าใจว่ามันเป็นอย่างไรและ … เป็นอย่างไร อิเล็กตรอนไม่เหมือนลูกบอลบาสเก็ตบอล ผลลัพธ์ของควอนตัมนั้นยากที่จะทำให้คุณเข้าใจ แต่ก็โอเคมันผ่านการทดสอบที่ดีมาก ๆ นี่คือสิ่งที่โลกเป็นอยู่