原子の波力学モデルはボーア模型とどう違うのでしょうか。

原子の波力学モデルはボーア模型とどう違うのでしょうか。
Anonim

回答:

ボーア原子では、電子は特定の半径で正電荷を帯びた核の周りを円運動で動く(惑星のように)非常に小さな負電荷を帯びたボールのように、かなり離散的でかなり物理的な粒子であると考えられます。運動量(許容値のリストに制限) #m_ {e} v r = n h / {2 pi}#。これは特定のエネルギーだけが許されることを意味します、 #E_n = - {Z ^ 2 R_e} / n ^ 2#ここで{E_n}はn番目の軌道のエネルギー、Zは原子核上の電荷(原子番号)、そして #R_e# はリュードベリエネルギーで、13.6 eVです。

波動モデルは原子の完全な量子力学的取扱いであり、本質的に今日では成り立っています。電子は離散的ではなく、確率の「汚れ」をイメージしたものです。

説明:

ボーア原子(時々ボーア - ラザフォードモデルと呼ばれる)は20世紀初頭の科学の2つの結果の結果であった。金箔の実験は彼の手下、ハンスガイガーとアーネストマースデンによってラザフォードの研究室で行われた。そして発展途上の量子論。

金箔の実験では、原子は非常に小さくて重い正電荷片(現在は核と呼ばれる)とその周囲に存在する小さな電子から成り、静電気力でくっついていることがわかりました(負電荷は正電荷のものとぶらぶらするのが好きです) )これが当時理解できる唯一の方法は、電子が太陽の周りの惑星のように核の周りを回るということでした。これはラザフォードモデルと呼ばれることもあります。

光の量子論は、熱放射をモデル化するときに発生する紫外線の大惨事(黒体と呼ばれる)を修正し、アインシュタインによって光電効果の説明に使用されました。これは、「量子」と呼ばれる個別の不可分な断片でのみ発生するので、これまでは(任意の値の)連続していると考えられていた光のエネルギーを扱うことを含みました。周波数の定数倍 #E_ {ph} = h f# そしてそれはうまくいった。

この論理は、角運動量を制限することによって、電子を特定の半径に閉じ込める原子に適用されました #m_ {e} v r = n h / {2 pi}#そして、特定のエネルギーと半径だけが許されました、 #E_n = - {Z ^ 2 R_e} / n ^ 2#ここで{E_n}はn番目の軌道のエネルギー、Zは原子核上の電荷(原子番号)、そして #R_e# はリュードベリエネルギーで、13.6 eVです。

このモデルは初めて水素原子のスペクトル、特別な光のパターンを説明した。これは、軌道と呼ばれるこれらの特殊な半径の間で電子が上下すること、および必要なエネルギーの差に等しい光を放出または吸収することによって引き起こされました。これは巨大でした。科学者たちは何十年もの間スペクトルを測定してきましたが、生成された軽原子や分子のパターンについての説明はありませんでした。水素ができました。いくつかの微調整でそれはまた原子価のいくつかの説明からも許可されています。しかし、水素以外の元素のスペクトルや原子価の微妙さ、あるいは周期表の「ブロッキング」を説明することはできませんでした。

そのため、核の近くを動き回る電子の半量子処理は大きな前進ですが、それほど遠くありません。波力学モデルはさらに進んでいます、完全な量子治療、それは量子力学が存在するのを待たなければなりませんでした。欠けているのは、パウリの排他原理の発展で、主にルイス・ド・ブロイによるもので、すべての粒子はぼやけた確率の波の中に存在し、それらを支配する方程式は両方とも中期的に発展しました。 1920年代

原子の波動モデルは構築によってもたらされ、それからシュレディンガー方程式を核によって結合された電子について解きますが、これに対して洗練されるかもしれませんが、それは本質的に私たちがモデル化する方法として成り立ちます。詳細は3年QMコースで見つけることができますが、あなたは結果を気にします!波動モデルは原子殻充填を説明し、解くことはそれぞれが異なる許容電子を持つ数種類の軌道、2を持つs殻、6を持つp殻、10を持つ殻と14を持つf殻を与える。

周期律表の「ブロック」、すなわち遷移金属の各行はd殻を充填し、第1の3d、第2の4dおよび第3の充填物5dを充填する。軌道は電子が存在する傾向がある場所の確率マップであり、結合は重なり合って結合している2つの原子軌道です。

それはまた、私達が計算する時間を持っていたものの極端な詳細と分子スペクトルで全ての原子スペクトルを説明し、そして結晶に適用された時は固体の性質を説明する。 。それは成功していますが、欠点があります。ボーア模型では電子は理解しやすいものであり、それらは荷電球であり、今やぼやけた確率分布を持つ。あなたの頭脳はバスケットボールのスケールで物事を描くように設計されています、あなたは彼らがどのようにそして…あるかを理解することができます。電子はバスケットボールのようなものを持ってはいけません。量子結果はあなたを苦労させるのを難しくすることができます、しかしそれは大丈夫です、それは非常に非常によくテストされています、これは世界がそうである方法です。