تفاوت کلیدی – بور در مقابل مدل کوانتومی
مدل بور و مدل کوانتومی مدل هایی هستند که ساختار یک اتم را توضیح می دهند. مدل بور همچنین مدل رادرفورد-بور نامیده می شود زیرا این مدل اصلاح شده از مدل رادرفورد است. مدل بور توسط نیلز بور در سال 1915 ارائه شد. مدل کوانتومی مدل مدرن یک اتم است. تفاوت اصلی بین بور و مدل کوانتومی این است که مدل بور بیان می‌کند که الکترونها مانند ذرات رفتار می‌کنند در حالی که مدل کوانتومی توضیح می‌دهد که الکترون هم رفتار ذره‌ای و هم رفتار موجی دارد.
مدل بور چیست؟
همانطور که در بالا ذکر شد، مدل بور اصلاحی از مدل رادرفورد است، زیرا مدل بور ساختار اتم را به عنوان تشکیل شده از هسته ای که توسط الکترون ها احاطه شده است توضیح می دهد.اما مدل بور از مدل رادرفورد پیشرفته‌تر است زیرا می‌گوید الکترونها همیشه در پوسته‌ها یا مدارهای خاصی به دور هسته حرکت می‌کنند. این همچنین بیان می کند که این پوسته ها انرژی های متفاوتی دارند و به شکل کروی هستند. این توسط مشاهدات طیف خطی برای اتم هیدروژن پیشنهاد شد.
به دلیل وجود خطوط گسسته در طیف های خط، بور اظهار داشت که اوربیتال های یک اتم دارای انرژی های ثابت هستند و الکترون ها می توانند از یک سطح انرژی به سطح دیگر بپرند و انرژی ساطع یا جذب کنند و در نتیجه خطی در اتم ایجاد شود. طیف خط.
فرضیه های اصلی مدل بور
- الکترونها در مدارهای کروی که اندازه و انرژی ثابتی دارند در اطراف هسته حرکت می کنند.
- هر مدار شعاع متفاوتی دارد و از هسته به بیرون به صورت n=1، 2، 3 و غیره نامگذاری می شود یا n=K، L، M و غیره که n عدد سطح انرژی ثابت است.
- انرژی یک اوربیتال به اندازه آن مربوط است.
- کوچکترین مدار کمترین انرژی را دارد. اتم زمانی کاملاً پایدار است که الکترونها در پایین‌ترین سطح انرژی باشند.
- وقتی یک الکترون در یک اوربیتال خاص حرکت می کند، انرژی آن الکترون ثابت است.
- الکترونها می توانند با جذب یا آزاد کردن انرژی از یک سطح انرژی به سطح دیگر حرکت کنند.
-
این حرکت باعث تشعشع می شود.
مدل بورکاملاً با اتم هیدروژن که دارای یک الکترون منفرد و یک هسته با بار مثبت کوچک است مطابقت دارد. جدا از آن، بور از ثابت پلانک برای محاسبه انرژی سطوح انرژی اتم استفاده کرد.
شکل 01: مدل بور برای هیدروژن
اما مدل بور هنگام توضیح ساختار اتمی اتم‌ها غیر از هیدروژن اشکالات کمی داشت.
محدودیت های مدل بور
- مدل بور نمی تواند اثر زیمان (اثر میدان مغناطیسی بر طیف اتمی) را توضیح دهد.
- نمی تواند اثر استارک (اثر میدان الکتریکی بر طیف اتمی) را توضیح دهد.
- مدل بور در توضیح طیف اتمی اتم های بزرگتر ناتوان است.
مدل کوانتومی چیست؟
اگرچه درک مدل کوانتومی بسیار دشوارتر از مدل بور است، اما مشاهدات مربوط به اتم های بزرگ یا پیچیده را به دقت توضیح می دهد. این مدل کوانتومی مبتنی بر نظریه کوانتومی است. بر اساس تئوری کوانتومی، یک الکترون دارای دوگانگی ذره-موج است و تعیین موقعیت دقیق الکترون غیرممکن است (اصل عدم قطعیت). بنابراین، این مدل عمدتا بر اساس احتمال قرار گرفتن یک الکترون در هر نقطه از مدار است.همچنین بیان می کند که اوربیتال ها همیشه کروی نیستند. اوربیتال ها اشکال خاصی برای سطوح مختلف انرژی دارند و ساختارهای سه بعدی هستند.
طبق مدل کوانتومی، یک الکترون را می توان با استفاده از اعداد کوانتومی نامگذاری کرد. چهار نوع اعداد کوانتومی در این مورد استفاده می شود؛
- عدد کوانتومی اصلی، n
- عدد کوانتومی تکانه زاویه ای، I
- عدد کوانتومی مغناطیسی، ml
- عدد کوانتومی اسپین، ms
عدد کوانتومی اصلی میانگین فاصله اوربیتال از هسته و سطح انرژی را توضیح می دهد. عدد کوانتومی تکانه زاویه ای شکل اوربیتال را توضیح می دهد. عدد کوانتومی مغناطیسی جهت اوربیتال ها را در فضا توصیف می کند. عدد کوانتومی اسپین چرخش یک الکترون در میدان مغناطیسی و ویژگی‌های موجی الکترون را نشان می‌دهد.
شکل 2: ساختار فضایی اوربیتال های اتمی.
تفاوت بین بور و مدل کوانتومی چیست؟
بور در مقابل مدل کوانتومی |
|
| مدل بور یک مدل اتمی است که توسط نیلز بور (در سال 1915) برای توضیح ساختار یک اتم پیشنهاد شد. | مدل کوانتومی یک مدل اتمی است که به عنوان مدل اتمی مدرن برای توضیح دقیق ساختار یک اتم در نظر گرفته می شود. |
| رفتار الکترونها | |
| مدل بور رفتار ذرات یک الکترون را توضیح می دهد. | مدل کوانتومی دوگانگی موج-ذره یک الکترون را توضیح می دهد. |
| برنامه ها | |
| مدل بور را می توان برای اتم هیدروژن استفاده کرد اما برای اتم های بزرگ نه. | مدل کوانتومی را می توان برای هر اتمی، از جمله اتم های کوچکتر و اتم های بزرگ و پیچیده استفاده کرد. |
| شکل اوربیتال | |
| مدل بور شکل دقیق هر اوربیتال را توصیف نمی کند. | مدل کوانتومی تمام اشکال ممکنی که یک اوربیتال می تواند داشته باشد را توصیف می کند. |
| اثرات الکترومغناطیسی | |
| مدل بور اثر زیمن (اثر میدان مغناطیسی) یا اثر استارک (اثر میدان الکتریکی) را توضیح نمی دهد. | مدل کوانتومی اثرات زیمن و استارک را دقیقا توضیح می دهد. |
| اعداد کوانتومی | |
| مدل بور اعداد کوانتومی را غیر از عدد کوانتومی اصلی توصیف نمی کند. | مدل کوانتومی هر چهار عدد کوانتومی و ویژگی های یک الکترون را توصیف می کند. |
خلاصه - بور در مقابل مدل کوانتومی
اگرچه چندین مدل اتمی مختلف توسط دانشمندان پیشنهاد شد، مدل‌های قابل توجه مدل بور و مدل کوانتومی بودند. این دو مدل ارتباط نزدیکی دارند اما مدل کوانتومی بسیار دقیق تر از مدل بور است. طبق مدل بور، یک الکترون به عنوان یک ذره رفتار می کند در حالی که مدل کوانتومی توضیح می دهد که الکترون هم رفتار ذره و هم رفتار موجی دارد. این تفاوت اصلی بین مدل بور و کوانتومی است.
دانلود نسخه PDF Bohr vs Quantum Model
می توانید نسخه PDF این مقاله را دانلود کنید و طبق یادداشت های نقل قول برای اهداف آفلاین از آن استفاده کنید. لطفاً نسخه PDF را از اینجا دانلود کنید تفاوت بین مدل بور و کوانتومی.
