Kľúčový rozdiel – Bohr verzus kvantový model
Bohrov model a kvantový model sú modely, ktoré vysvetľujú štruktúru atómu. Bohrov model sa nazýva aj Rutherford-Bohr model, pretože ide o modifikáciu modelu Rutherford. Bohrov model navrhol Niels Bohr v roku 1915. Kvantový model je moderný model atómu. Kľúčový rozdiel medzi Bohrom a kvantovým modelom je v tom, že Bohrov model uvádza, že elektróny sa správajú ako častice, zatiaľ čo kvantový model vysvetľuje, že elektrón má časticové aj vlnové správanie.
Čo je Bohr Model?
Ako je uvedené vyššie, Bohrov model je modifikáciou Rutherfordovho modelu, pretože Bohrov model vysvetľuje štruktúru atómu zloženého z jadra obklopeného elektrónmi. Bohrov model je však pokročilejší ako model Rutherford, pretože hovorí, že elektróny vždy cestujú v špecifických obaloch alebo obežných dráhach okolo jadra. To tiež hovorí, že tieto škrupiny majú rôzne energie a sú guľového tvaru. Naznačili to pozorovania čiarových spektier pre atóm vodíka.
Vzhľadom na prítomnosť diskrétnych čiar v čiarových spektrách Bohr uviedol, že orbitály atómu majú pevnú energiu a elektróny môžu preskakovať z jednej energetickej úrovne na druhú a emitovať alebo absorbovať energiu, čo vedie k čiare v čiarové spektrá.
Hlavné postuláty Bohrovho modelu
- Elektróny sa pohybujú okolo jadra po sférických orbitáloch, ktoré majú pevnú veľkosť a energiu.
- Každá obežná dráha má iný polomer a je pomenovaná od jadra smerom von ako n=1, 2, 3 atď. alebo n=K, L, M atď., kde n je číslo pevnej energetickej hladiny.
- Energia orbitálu súvisí s jeho veľkosťou.
- Najmenšia obežná dráha má najnižšiu energiu. Atóm je úplne stabilný, keď sú elektróny na najnižšej energetickej úrovni.
- Keď sa elektrón pohybuje po určitom orbitále, energia tohto elektrónu je konštantná.
- Elektróny sa môžu pohybovať z jednej energetickej úrovne na druhú absorbovaním alebo uvoľňovaním energie.
-
Tento pohyb spôsobuje žiarenie.
Bohrov model dokonale zapadá do atómu vodíka, ktorý má jeden elektrón a malé kladne nabité jadro. Okrem toho Bohr použil Plankovu konštantu na výpočet energie energetických hladín atómu.
Obrázok 01: Bohrov model pre vodík
Pri vysvetľovaní atómovej štruktúry iných atómov ako vodíka však Bohrov model mal niekoľko nedostatkov.
Obmedzenia modelu Bohr
- Bohrov model nedokázal vysvetliť Zeemanov efekt (účinok magnetického poľa na atómové spektrum).
- Nedokázalo vysvetliť Starkov efekt (účinok elektrického poľa na atómové spektrum).
- Bohrov model nedokáže vysvetliť atómové spektrá väčších atómov.
Čo je kvantový model?
Hoci je kvantový model oveľa ťažšie pochopiteľný ako Bohrov model, presne vysvetľuje pozorovania týkajúce sa veľkých alebo zložitých atómov. Tento kvantový model je založený na kvantovej teórii. Podľa kvantovej teórie má elektrón dualitu časticovej vlny a nie je možné určiť presnú polohu elektrónu (princíp neistoty). Tento model je teda založený hlavne na pravdepodobnosti, že sa elektrón bude nachádzať kdekoľvek na orbitále. Tiež uvádza, že orbitály nie sú vždy sférické. Orbitály majú špecifické tvary pre rôzne energetické úrovne a sú to 3D štruktúry.
Podľa kvantového modelu môže byť elektrón pomenovaný pomocou kvantových čísel. Používajú sa štyri typy kvantových čísel;
- Princípové kvantové číslo, n
- Kvantové číslo momentu hybnosti, I
- Magnetické kvantové číslo, ml
- Spin kvantové číslo, ms
Princíp kvantového čísla vysvetľuje priemernú vzdialenosť orbitálu od jadra a energetickú hladinu. Kvantové číslo momentu hybnosti vysvetľuje tvar orbitálu. Magnetické kvantové číslo popisuje orientáciu orbitálov v priestore. Kvantové číslo spinu udáva rotáciu elektrónu v magnetickom poli a vlnovú charakteristiku elektrónu.
Obrázok 2: Priestorová štruktúra atómových orbitálov.
Aký je rozdiel medzi Bohrom a kvantovým modelom?
Bohr vs Quantum Model |
|
| Bohrov model je atómový model navrhnutý Nielsom Bohrom (v roku 1915) na vysvetlenie štruktúry atómu. | Kvantový model je atómový model, ktorý sa považuje za moderný atómový model na presné vysvetlenie štruktúry atómu. |
| Správanie elektrónov | |
| Bohrov model vysvetľuje správanie častíc elektrónu. | Kvantový model vysvetľuje dualitu vlny a častice elektrónu. |
| Aplikácie | |
| Bohrov model možno použiť pre atóm vodíka, ale nie pre veľké atómy. | Kvantový model možno použiť pre akýkoľvek atóm, vrátane menších a veľkých, zložitých atómov. |
| Tvar orbitálov | |
| Bohrov model nepopisuje presné tvary každého orbitálu. | Kvantový model popisuje všetky možné tvary, ktoré môže mať orbitál. |
| Elektromagnetické efekty | |
| Bohrov model nevysvetľuje Zeemanov efekt (efekt magnetického poľa) alebo Starkov efekt (efekt elektrického poľa). | Kvantový model presne vysvetľuje Zeemanove a Starkove efekty. |
| Kvantové čísla | |
| Bohrov model neopisuje kvantové čísla iné ako hlavné kvantové číslo. | Kvantový model popisuje všetky štyri kvantové čísla a charakteristiky elektrónu. |
Summary – Bohr vs Quantum Model
Aj keď vedci navrhli niekoľko rôznych atómových modelov, najvýznamnejšími modelmi boli Bohrov model a kvantový model. Tieto dva modely spolu úzko súvisia, ale kvantový model je oveľa podrobnejší ako Bohrov model. Podľa Bohrovho modelu sa elektrón správa ako častica, zatiaľ čo kvantový model vysvetľuje, že elektrón má časticové aj vlnové správanie. Toto je hlavný rozdiel medzi Bohrom a kvantovým modelom.
Stiahnuť PDF verziu Bohr vs Quantum Model
Môžete si stiahnuť PDF verziu tohto článku a použiť ju na offline účely podľa citácií. Stiahnite si PDF verziu tu Rozdiel medzi Bohrom a kvantovým modelom.
