Rozwój nauki od czasu do czasu ma wpływ na cywilizację ludzką. Jeden z nich dotyczy atomu, w którym teoria atomu istnieje od kilku stuleci przed naszą erą i jest nadal badana w ramach różnych eksperymentów przez naukowców, aby stworzyć teorie przydatne nauce w przyszłości.
Jednym z naukowców, którzy badali atom, jest Niels Bohr, znany jako teoria atomowa Bohra. Duński naukowiec przedstawił model atomu Bohra w 1913 roku, opisując atom jako małe, dodatnio naładowane jądro otoczone elektronami poruszającymi się po kołowych orbitach. Gdzie okrągła orbita również otacza rdzeń.
Model atomu Bohra przypomina model Układu Słonecznego, ale jego siłę grawitacyjną zastępuje siła elektrostatyczna. Odkrycie podwójnych właściwości promieniowania elektromagnetycznego i eksperymenty pokazujące kwantyzację energii pomogły Neilowi Bohrowi stworzyć model atomu, który był w stanie przezwyciężyć niektóre słabości modelu Ruherforda. Istnieje 6 głównych punktów z teorii atomowej Bohra, w tym:
- Elektrony w atomie wodoru krążą wokół jądra po torze kołowym, ale mają określoną energię zwaną orbitami.
- Energia elektronów na orbicie zależy od odległości elektronów od jądra atomowego, im dalej od jądra energia elektronów jest wyższa.
- Jedynie na orbitach o określonym poziomie energii elektrony mogą otaczać jądro, czyli innymi słowy skwantowany poziom energii.
- Elektrony mogą przejść z niższego poziomu energii na wyższy poziom energii, jeśli pochłoną wystarczającą ilość energii.
- Elektrony mogą przejść na wyższy poziom energii na niższy poziom energii, uwalniając określone energie.
- Poziom energii ścieżki elektronu jest wielokrotnością liczby całkowitej od 1 do nieskończoności, nazywanej liczbą kwantową.
(Przeczytaj także: Plusy i minusy teorii atomowej Rutherforda)
Model atomu wodoru Bohra
Atomowej teorii Bohra udało się wyjaśnić widma atomów wodoru i atomów, które mają pojedyncze elektrony, ale nie udało się wyjaśnić widm atomów z wieloma elektronami. W modelu Bohra dla atomu wodoru należy zwrócić uwagę na 6 ważnych punktów, a mianowicie:
- Atom wodoru ma stan stacjonarny, który jest ponumerowany od n = 1, 2, 3 ,,,,, do nieskończoności. Gdzie n jest znane jako główna liczba kwantowa.
- Promień stanu stacjonarnego określa wzór: rn = n2a0,, gdzie0 jest znany jako promień Bohra i ma wartość 52,9 pm.
- Energię określonego stanu stacjonarnego (orbity) w atomie wodoru podaje się jako: En = - RH. (1 / n2) J na atom, gdzie RH. zwana Stałą Rydberga. = -2,18 x 10-18 J na atom.
- Energia elektronów ze stanu stacjonarnego (En) jest zawsze ujemna dla atomu wodoru.
- Teorię Bohra dla atomu wodoru można również zastosować do jonów, takich jak He +, Li 2+, Be 3+, które mają tylko jeden elektron.
Korzyści i ograniczenia
Podobnie jak w przypadku innych teorii atomowych, teoria atomowa Bohra ma swoje zalety i wady. Gdzie, dla korzyści z włączenia stabilnych atomów, ponieważ elektrony nie mogą tracić energii na pewnych orbitach, teoria atomowa Bohra wyjaśnia widmo liniowe atomów wodoru.
Co do ograniczeń między innymi teorii atomowej Bohra; Teoria ta nie może wyjaśnić widma wieloelektronowych linii atomowych, nie może wyjaśnić separacji linii widmowych w obecności pola magnetycznego (efekt Zeemana) lub pola elektrycznego (efekt Stark), nie może wyjaśnić względnej intensywności widma linie.
