원자의 웨이브 기계 모델은 보어 모델과 어떻게 다릅니 까?

대답:

보어 (Bohr) 원자에서 전자는 상당히 이산되고 상당히 물리적 인 입자로, 특별한 반경에서 양으로 대전 된 핵 주위를 원 운동 (행성처럼)으로 이동하는 매우 작은 음으로 대전 된 볼과 같이, 각도를 "양자화"한 결과 모멘텀 (허용 된 값의 목록으로 제한), via # m_ {e} v r = n h / {2π} #. 이는 특정 에너지 만 허용된다는 것을 의미하며, #E_n = - {Z ^ 2 R_e} / n ^ 2 #여기서 {E_n}은 n 번째 궤도의 에너지이고, Z는 핵의 원자 (원자 번호)이며, #레# 13.6 eV 인 Rydberg 에너지입니다.

파동 모델은 원자의 완전한 양자 역학적 처리이며 본질적으로 오늘입니다. 전자는 불연속 적이 지 않고 대신 확률의 "얼룩"을 상상합니다.

설명:

Bohr 원자 (때로 Bohr-Rutherford 모델이라고도 함)는 20 세기 초 과학의 두 가지 결과의 결과였습니다. 금박 실험은 러써퍼 포드 실험실에서 그의 부하 인 Hans Geiger와 Ernest Marsden에 의해 수행되었습니다. 그리고 개발 양자 이론.

금박 실험에 따르면 원자는 매우 작고 무거운 양전하 (핵이라고 부름)와 그 주위에 존재하는 더 작은 전자 (정전기력에 의해 붙어 있음)로 구성되어 있음을 발견했다. (음전하는 양전하를 띤다.). 그 당시에는 이것이 이해할 수있는 유일한 방법은 전자가 태양 주위의 행성처럼 핵 주위를 돌아 다니는 것이 었습니다. 이것은 러더퍼드 모델이라고도합니다.

빛의 양자 이론은 열 방사를 모델링 할 때 발생하는 자외선 대재앙 (Blackbody이라고 불리는)을 해결했으며 아인슈타인은 광전 효과를 설명하기 위해 사용했다. 그것은 이전에 (어떤 가치의) 연속성으로 여겨졌 던 빛의 에너지를 다루는 것이 었습니다. 지금은 단지 "양자"라고 불리는 불연속 조각들, 즉 우리가 지금 광자라고 부르는 한 조각의 빛에서 발생합니다. 에너지는 같습니다. 주파수에 상수 곱하기 상수, #E_ {ph} = h f # 그것은 훌륭하게 작동했습니다.

이 논리는 원자에 적용되어 각 운동량을 제한함으로써 전자를 특정 반경으로 제한했다. # m_ {e} v r = n h / {2π} #, 특정한 에너지들과 반경들만이 허용되었지만, #E_n = - {Z ^ 2 R_e} / n ^ 2 #여기서 {E_n}은 n 번째 궤도의 에너지이고, Z는 핵의 원자 (원자 번호)이며, #레# 13.6 eV 인 Rydberg 에너지입니다.

처음으로이 모델은 수소 원자의 스펙트럼, 빛의 특별한 패턴을 설명했다. 이것은 궤도라고 불리는이 특수 반경 사이에서 전자들이 오르락 내리락하는 현상으로 인해 필요한 에너지의 차이와 같은 빛을 방출하거나 흡수합니다. 이것은 거대했다.과학자들은 수십 년 동안 스펙트럼을 측정 해 왔지만 가벼운 원자와 생성 된 분자의 패턴에 대해서는 설명하지 못했습니다. 이제 수소를 완성했습니다. 약간의 조정으로 그것은 또한 원자가에 대한 어떤 설명을 허용했다. 그러나 그것은 수소 이외의 어떤 원소의 스펙트럼이나 원자가의 미묘함 또는 주기율표의 "차단"을 설명 할 수 없었다.

그래서 핵 근처에서 움직이는 전자의 준 양자 처리는 큰 발전 이었지만, 충분히 멀리 나아 가지 못했습니다. 웨이브 기계 모델은 더 나아가서, 양자 양자 치료를 위해, 양자 역학이 존재할 때까지 기다려야했습니다. 누락 된 부분은 파울리 배제 원칙, 파급 입자 이중성, 주로 루이 드 브로이 (Louis de Broglie) 때문이었습니다. 모든 입자는 흐릿한 파동의 확률로 존재하고, 그것을 지배하는 방정식은 슈뢰딩거 방정식입니다. 1920 년대.

원자의 파동 모델은 건물에서 나온 다음 핵에 의해 결합 된 전자에 대한 슈뢰딩거 방정식을 푸는 반면 여기에 미세한 부분이있을 수 있습니다. 근본적으로 오늘날 우리가 물질을 어떻게 모델링하는지 서 있습니다. 세부 사항은 3 학년 QM 과정에서 찾을 수 있지만 결과에 관심이 있습니다! 파동 모델은 원자 껍질 채우기를 설명하고, 해결은 허용되는 전자가 다른 몇 가지 유형의 궤도를 제공합니다. 2의 s 셸, 6의 p 셸, 10 셸 및 14 셸이 있습니다.

주기율표의 "블록", 즉 과도기 금속의 각 행이 d 껍질을 채우고 있으며, 첫 번째 3d, 두 번째 4d 및 세 번째가 5d를 채 웁니다. 궤도는 전자가되는 경향이 있고 결합이 중첩되고 결합하는 두 개의 원자 궤도 인 확률지도입니다.

그것은 또한 우리가 계산할 시간이 있고 결정에 적용될 때 고체의 특성을 설명하는 모든 원자 스펙트럼을 극단적 인 세부 사항 및 분자 스펙트럼으로 설명합니다.. 그것은 대단히 성공적이지만 무승부로 돌아옵니다. 보어 (Bohr) 모델에서 전자는 쉽게 이해할 수 있었고, 그들은 구속 된 볼이었습니다. 이제는 모호한 확률 분포가 나타납니다. 당신은 두뇌가 바구니 공의 크기에 따라 사물을 묘사하도록 설계되었습니다. 어떻게 그리고 어떻게 …인지 이해할 수 있습니다. 전자는 농약처럼 행동하지 마십시오. 양자 결과는 주위를 열심히 해 줄 수는 있지만 괜찮습니다. 매우 잘 테스트되었습니다. 이것이 세상이되는 방식입니다.