Dalintis:
Sommerfeldo charakteristikų, postulatų ir apribojimų atominis modelis
The Sommerfeldo atominis modelis yra patobulinta Bohr modelio versija, kurioje elektronų elgesį paaiškina skirtingų energijos lygių egzistavimas atomo viduje. Arnoldas Sommerfeldas paskelbė savo pasiūlymą 1916 m., Paaiškindamas šio modelio apribojimus, taikydamas Einšteino reliatyvumo teoriją.
Išskirtinis vokiečių fizikas nustatė, kad kai kuriuose atomuose elektronai pasiekė greitį, artimą šviesos greičiui. Atsižvelgdamas į tai, jis nusprendė savo analizę pagrįsti reliatyvistine teorija. Šis sprendimas tuo metu buvo prieštaringas, nes reliatyvumo teorija dar nebuvo priimta mokslo bendruomenėje.
Tokiu būdu Sommerfeldas užginčijo mokslinius laikus ir laikėsi kitokio požiūrio į atominį modeliavimą.
Indeksas
- 1 Charakteristikos
- 1.1 Bohr atominio modelio apribojimai
- 1.2 Sommerfeldo indėlis
- 2 Eksperimentuokite
- 3 postuliuoja
- 3.1 Pagrindinis kvantinis skaičius „n“
- 3.2 Antrinis kvantinis skaičius „I“
- 4 Apribojimai
- 5 Nuorodos
Savybės
Bohr atominio modelio apribojimai
Sommerfeldo atominis modelis išsiskiria tobulinant Bohr atominio modelio trūkumus. Šio modelio siūlymai plačiais smūgiais yra šie:
- Elektronai apibūdina apskritimo orbitus aplink branduolį, nesukeliant energijos.
- Ne visi orbitai buvo įmanomi. Įjungiamos tik orbitos, kurių elektroninis kampinis momentas atitinka tam tikras charakteristikas. Verta pažymėti, kad dalelių kampinis momentas priklauso nuo visų jo dydžių (greičio, masės ir atstumo) suvestinės, atsižvelgiant į posūkio centrą..
- Energija, išleista, kai elektronas nusileidžia iš vienos orbitos į kitą, skleidžiamas šviesos energijos (fotono) forma..
Nors „Bohr“ atominis modelis puikiai apibūdino vandenilio atomo elgesį, jo postulatai nebuvo pakartojami kitų tipų elementams.
Analizuojant spektrus, gautus iš kitų nei vandenilio elementų atomų, buvo nustatyta, kad elektronai, esantys tame pačiame energijos lygyje, gali turėti skirtingų energijos.
Taigi kiekvienas modelio pagrindas buvo paneigiamas klasikinės fizikos požiūriu. Toliau pateiktame sąraše pateikiamos išsamios teorijos, prieštaraujančios modeliui, pagal ankstesnę numeraciją:
- Pagal Maxwello elektromagnetinius įstatymus visi įkrovimai, veikiami tam tikru pagreičiu, skleidžia energiją elektromagnetinės spinduliuotės pavidalu.
- Atsižvelgiant į klasikinės fizikos padėtį, neįsivaizduojama, kad elektronas negali laisvai judėti bet kokiu atstumu nuo branduolio.
- Iki to laiko mokslinė bendruomenė buvo tvirtai įsitikinusi apie šviesos bangų pobūdį, o idėja pristatyti save kaip dalelę iki šiol nebuvo svarstoma..
Sommerfeldo indėlis
Arnoldas Sommerfeldas padarė išvadą, kad energijos skirtumas tarp elektronų, nors ir buvo to paties energijos lygio, buvo dėl to, kad kiekviename lygyje yra energijos sub-lygiai.
Sommerfeldas, remdamasis Coulombo įstatymu, teigė, kad jei elektronui taikoma jėga, kuri yra atvirkščiai proporcinga atstumo kvadratui, aprašytas kelias turėtų būti elipsės formos, o ne griežtai apvalus.
Be to, jis buvo pagrįstas Einšteino reliatyvumo teorija, kad elektronams būtų skiriamas kitoks požiūris, ir įvertino jų elgesį pagal greitį, kurį pasiekė šios pagrindinės dalelės..
Eksperimentuokite
Aukštos skiriamosios gebos spektroskopų panaudojimas atominės teorijos analizei atskleidė, kad egzistuoja labai smulkios spektrinės linijos, kurių Niels Bohr nebuvo aptikęs ir kuriam pasiūlytas modelis nepateikė sprendimo.
Atsižvelgiant į tai, Sommerfeldas pakartojo šviesos skilimo eksperimentus savo elektromagnetiniame spektre, naudodamasis naujos kartos elektroskopais.
Savo tyrimuose Sommerfeldas padarė išvadą, kad elektrono stacionariame orbitoje esanti energija priklauso nuo elipsės, apibūdinančios minėtą orbitą, ilgių..
Šią priklausomybę lemia koeficientas, esantis tarp semimajorinės ašies ilgio ir elipsės semimajorinės ašies ilgio, ir jo vertė yra santykinė.
Todėl, kai elektronas keičiasi iš vieno energijos lygio į kitą žemesnę, gali būti įjungtos skirtingos orbitos, priklausomai nuo elipsės pusiau šoninės ašies ilgio..
Be to, Sommerfeldas taip pat pastebėjo, kad spektrinės linijos išsiskleidė. Paaiškinimas, kad mokslininkas priskyrė šį reiškinį, buvo orbitų universalumas, nes tai gali būti elipsinė arba apvali.
Tokiu būdu Sommerfeldas paaiškino, kodėl vertinant spektroskopu buvo vertinamos plonos spektrinės linijos.
Postuliuoja
Po kelių mėnesių tyrimų, taikančių Coulombo įstatymą ir reliatyvumo teoriją, paaiškinantį Bohr modelio trūkumus, 1916 m. Sommerfeldas paskelbė du pagrindinius minėto modelio pakeitimus:
- Elektronų orbitos gali būti apvalios arba elipsinės.
- Elektronai pasiekia reliatyvistinius greičius; tai yra vertės, artimos šviesos greičiui.
Sommerfeldas apibrėžė du kvantinius kintamuosius, kurie leidžia apibūdinti orbitinį kampinį momentą ir kiekvieno atomo orbitos formą. Tai yra:
Pagrindinis kvantinis skaičius „n“
Apskaičiuokite elektrono aprašytos elipsės ašies pusę.
Antrinis kvantinis skaičius „I“
Apskaičiuokite elektrono apibūdintą elipsės nedidelę pusseksą.
Ši paskutinė vertė, dar vadinama azimutaliniu kvantiniu skaičiumi, buvo pažymėta raide "I" ir įgyja reikšmes nuo 0 iki n-1, kur n yra pagrindinis atomo kvantinis skaičius..
Priklausomai nuo azimutinio kvantinio skaičiaus reikšmės, Sommerfeldas skyrė įvairius orbitų pavadinimus, kaip nurodyta toliau:
- l = 0 → S orbitos.
- l = 1 → pagrindinė orbitinė orbitacija p.
- l = 2 → difuzinės orbitinės orbitos d.
- I = 3 → pagrindinė orbitinė orbita f.
Be to, Sommerfeldas nurodė, kad atomų branduolys nebuvo statiniai. Pagal jo pasiūlytą modelį, branduolys ir elektronai juda aplink atomo masės centrą.
Apribojimai
Pagrindiniai Sommerfeldo atominio modelio trūkumai yra šie:
- Prielaida, kad kampinis momentas kvantuojamas kaip greitis ir judesio spindulys, yra klaidingas. Kampinis momentas priklauso nuo elektronų bangos pobūdžio.
- Modelis nenurodo, kas sukelia elektrono šuolį iš vieno orbitos į kitą, taip pat negali apibūdinti sistemos elgesio perstojus elektronui tarp stabilių orbitų.
- Pagal modelio nurodymus neįmanoma žinoti spektrinių emisijų dažnių intensyvumo.
Nuorodos
- Bathia, L. (2017). Sommerfeldo atominis modelis. Gauta iš: chemistryonline.guru.
- Išsamiai paaiškinkite, kaip Sommerfeldas išplėtė Bohr teoriją (s.f.). Gauta iš: thebigger.com
- Méndez, A. (2010). Sommerfeldo atominis modelis. Gauta iš: quimica.laguia2000.com
- Bohr-Sommerfeldo atominis modelis (s.f.). IES Magdalena. Avilés, Ispanija. Gauta iš: fisquiweb.es
- Parker, P. (2001). Bohr-Sommerfeldo atomo modelis. Projektas Physnet. Mičigano valstybinis universitetas. Mičiganas, JAV Gauta iš: physnet.org