Wikipedija

Bohrov model atoma – razlika između verzija

Interaktivna pretraga historije
← Starija izmjenaNovija izmjena →
Uklonjeni sadržaj Dodani sadržaj
VizualnoWikitekst
m Bot: mijenja Kategorija:Fizička hemija u Kategorija:Fizička kemija
m Bot: popravljanje preusmjeravanja
Red 2:
 
'''Borov model atoma''' predstavlja [[atom]] sa malim pozitivno naelektrisanim [[atomsko jezgro |jezgrom]] oko kojeg se [[elektron]]i kreću u kružnim orbitama slično kretanju planeta oko Sunca. Dakle, po Borovom modelu atom je sličan planetarnom sistemu s tom razlikom što privlačna sila potiče od elektrostatičke interakcije a ne od gravitacije.
Glavni uspeh modela, koji je predložio [[Niels Bohr|Nils Bor]] [[1913]]. godine, je objašnjenje Ridbergove formule za spektralne emisione linije atomskog vodonika. [[Rydbergova formula|Ridbergova formula]] je eksperimentalno od ranije bila poznata ali je tek Borovim modelom bila kvantitativno teorijski objašnjena i povezana sa osnovnim osobinama atoma.
== Istorija ==
Iz [[Ernest RaderfordRutherford|Raderfordovih]] [[Raderfordov ogled|eksperimenata]] postalo je jasno da su pozitivno naelektrisanje i masa atoma koncentrisani u centru atoma oko kojeg se nalazi difuzni oblak elektrona, nosioca negativnog naelektrisanja. Iz toga se prirodno nametnuo planetarni model atoma u kojem se elektroni kreću oko jezgra poput planeta oko sunca. Međutim, planetarni model atoma nailazio je na brojne poteškoće u pogledu objašnjenja stabilnosti atoma i prirode atomskih spektara. Na primer, prema klasičnim zakonima elektrodinamike, naelektrisanje u kružnoj putanji mora da emituje [[elektromagnetni talas|elektromagnetno zračenje]] gubeći pri tome energiju. Tako bi i elektron u kružnoj orbiti oko jezgra trebalo neprekidno da emituje zračenje. Pri tome bi zbog gubitka energije njegova putanja trebalo da bude spiralni pad u atomsko jezgro, a emitovano zračenje kontinualno, jer se energija emitera neprekidno smanjuje. Međutim još krajem 19. veka u brojnim eksperimentima sa električnim pražnjenjem u razređenim gasovima, pokazano je da atomi emituju zračenje na diskretnim, dobro definisanim frekvencijama.
 
Problem primene klasične elektrodinamike na atomske sisteme Bor je rešio predloživši
Red 22:
Osnovne crte teorije mogu se izložiti u obliku Borovih postulata (pretpostavki):
# Kulonova sila saopštava planetarnom elektronu centripetalno ubrzanje potrebno za dinamički stabilnu kružnu putanju.
# Dozvoljene su samo one orbite kod kojih je [[moment impulsa]], ''L'', (ugaoni moment) elektrona celobrojni umnožak ℏ gde je ℏ = ''h''/2π: ''L'' = ''n''ℏ, ''n'' = 1, 2, ... i ''h'' [[Planckova konstanta|Plankova konstanta]].
# Elektron koji se kreće po stabilnoj orbiti ne zrači.
# Emisija ili apsorpcija zračenja dešava se samo prilikom prelaska elektrona iz jedne orbite u drugu.
Red 29:
 
== Energijski nivoi elektrona u atomu vodonika ==
Borov model je tačan samo za jednoelektronske sisteme poput [[vodonikov atom|vodonikovog atoma]] ili jednotruko jonizovanog [[helijumhelij]]auma. Takođe može da se koristi za prelaze kod K-linija h-zraka ako se uvedu dodatni uslovi (videti dole Molsijev zakon). U ovom odeljku izvedene su formule za energijske nivoe vodonikovog atoma na osnovu Borovog modela.
 
Izvođenje počinje sa tri jednostavne pretpostavke:
Red 45:
 
:::<math>L = m_e v r = n \frac{h}{2 \pi} = n \hbar \quad \quad \quad \quad \quad (2)</math>
::gde je ''n'' [[glavni kvantni broj]], ''n'' = 1,2,3,&hellip;, ''h'' [[Planckova konstanta|Plankova konstanta]], i <math>\hbar=h/(2\pi)</math>.
 
:3) Elektron u orbiti održava [[Kulonov zakon|Kulonova sila]], dakle, Kulonova sila jednaka je [[centripetalna sila|centripetalnoj sili]]:
Red 116:
 
== Ridbergova formula ==
[[Rydbergova formula|Ridbergova formula]], koja je bila empirijski poznata pre Borovih jednačina, u svetlu Borove teorije može se shvatiti da opisuje energije [[kvantni prelaz|kvantnih prelaza]] između dobro definisanih energijskih nivoa. Borova formula daje numeričke vrednosti već poznate i merene [[RidbergovaRydbergova konstanta|Ridbergove konstante]], ali sada izražene preko fundamentalnih konstanti prirode, uključujući i naelektrisanje elektrona i Plankovu konstantu.
 
Kada elektron prelazi sa višeg energijskog nivoa na niži dolazi do emisije [[foton]]a. Korišćenjem izvedenih formula za energijske nivoe vodonikovog atoma moguće je izračunati talasne dužine fotona koje ovaj atom emituje.
Red 133:
::<math>\frac{1}{\lambda}=\frac{m_e q_e^4}{8 c h^3 \epsilon_{0}^2} \left(\frac{1}{n_{f}^2} - \frac{1}{n_{i}^2} \right). \,</math>
 
što predstavlja [[RidbergovaRydbergova formula|Ridbergovu formulu]]. Ova formula, gde su sve numeričke konstante bile stopljene u jednu, [[RidbergovaRydbergova konstanta|Ridbergovu konstantu]], ''R'', je empirijski bila tačno izmerena i poznata u [[spektroskopija|spektroskopiji]] još krajem devetnaestog veka. Međutim, teorijskog objašnjenja i njene veze sa drugim fundamentalnim konstantama nije bilo dok Bor nije izveo jednačine, manje više kao što je pokazano gore.
 
== Mozlijev zakon ==
Godine 1913. [[Henri Mozli]] je našao vezu između frekvencije najjače linije H-zračenja, koje emituje metalna meta bombardovana elektronima, i atomskog broja mete, Z. Pokazalo se da se Mozlijeva emprijska formula može izvesti iz Ridbergove i Borove formule mada Mozli u svom radu pominje samo modele [[Ernest RaderfordRutherford|Raderforda]] i Van den Bruka. Mozlijev zakon može iz Borove formule da se izvede ako se pretpostavi da '''[1]''' linija H-zračenja potiče od prelaza s ''n'' = 2 na ''n'' = 1 i '''[2]''', da se atomski broj ''Z'' za atome teže od vodonika umanji za 1, na :(Z-1)<sup>2</sup>. Ovu drugu pretpostavku Bor je objasnio zaklanjanjem naeletrisanja jezgra elektronom zaostalim u najnižoj orbiti. Mozli se nije upuštao u objašnjenje ovg efekta zaklanjanja (koji je mnogo izrazitiji za L-alfa prelaze koji potiču iz prelaza 3→2) niti u osnovni mehanizam porekla zračenja koji je postao jasan tek kasnije kada je bila uočena struktura elektronskih ljuski.
 
U Borovoj formuli za atom vodonika, pokazanoj gore, naelektrisanje ''q''<sup>4</sup> je proizvod elektronskog naelektrisanja ''q''<sup>2</sup> i naelektrisanja jezgra (''Zq'')<sup>2</sup> = ''q''<sup>2</sup> ''Z''<sup>2</sup>. Naelektrisanje jezgra ''Z''<sup>2</sup> može onda da se pokaže u formuli kao neimenovan broj.
Izvor: https://sh.wikipedia.org/wiki/Bohrov_model_atoma