Nøgleforskel – Bohr vs Quantum Model
Bohr-modellen og kvantemodellen er modeller, der forklarer et atoms struktur. Bohr-modellen kaldes også Rutherford-Bohr-modellen, fordi den er en modifikation af Rutherford-modellen. Bohr-modellen blev foreslået af Niels Bohr i 1915. Kvantemodel er den moderne model af et atom. Den vigtigste forskel mellem Bohr og kvantemodellen er, at Bohr-modellen siger, at elektroner opfører sig som partikler, hvorimod kvantemodellen forklarer, at elektronen har både partikel- og bølgeadfærd.
Hvad er Bohr-modellen?
Som nævnt ovenfor er Bohr-modellen en modifikation af Rutherford-modellen, eftersom Bohr-modellen forklarer atomets struktur som sammensat af en kerne omgivet af elektroner. Men Bohr-modellen er mere avanceret end Rutherford-modellen, fordi den siger, at elektronerne altid rejser i specifikke skaller eller kredsløb omkring kernen. Dette angiver også, at disse skaller har forskellige energier og er sfæriske i form. Det blev antydet af observationer af linjespektrene for brintatomet.
På grund af tilstedeværelsen af diskrete linjer i linjespektrene udt alte Bohr, at et atoms orbitaler har faste energier, og elektroner kan hoppe fra det ene energiniveau til det andet og udsende eller absorbere energi, hvilket resulterer i en linje i linjespektre.
Bohr-modellens hovedpostulater
- Elektronerne bevæger sig rundt om kernen i sfæriske orbitaler, som har en fast størrelse og energi.
- Hver bane har en anden radius og er navngivet fra kerne til ydersiden som n=1, 2, 3 osv. eller n=K, L, M osv. hvor n er det faste energiniveautal.
- En orbitals energi er relateret til dens størrelse.
- Den mindste bane har den laveste energi. Atomet er fuldstændig stabilt, når elektroner er på det laveste energiniveau.
- Når en elektron bevæger sig i en bestemt kredsløb, er denne elektrons energi konstant.
- Elektroner kan bevæge sig fra et energiniveau til et andet ved at absorbere eller frigive energi.
-
Denne bevægelse forårsager stråling.
Bohr-modellen passer perfekt til brintatomet, som har en enkelt elektron og en lille positivt ladet kerne. Bortset fra det brugte Bohr Plankens konstant til at beregne energien af atomets energiniveauer.
Figur 01: Bohr-modellen for brint
Men der var få ulemper ved Bohr-modellen, når den forklarede atomstrukturen af andre atomer end hydrogen.
Begrænsninger af Bohr-modellen
- Bohr-modellen kunne ikke forklare Zeeman-effekten (effekt af magnetfelt på atomspektret).
- Det kunne ikke forklare Stark-effekten (effekt af elektrisk felt på atomspektret).
- Bohr-modellen formår ikke at forklare atomspektrene for større atomer.
Hvad er Quantum Model?
Selvom kvantemodellen er meget sværere at forstå end Bohr-modellen, forklarer den nøjagtigt observationerne vedrørende de store eller komplekse atomer. Denne kvantemodel er baseret på kvanteteori. Ifølge kvanteteorien har en elektron partikel-bølge dualitet, og det er umuligt at lokalisere den nøjagtige position af elektronen (usikkerhedsprincippet). Denne model er således hovedsageligt baseret på sandsynligheden for, at en elektron befinder sig hvor som helst i orbitalen. Den siger også, at orbitalerne ikke altid er sfæriske. Orbitalerne har særlige former for forskellige energiniveauer og er 3D-strukturer.
Ifølge kvantemodellen kan en elektron gives et navn ved brug af kvantetal. Fire typer kvantetal bruges i dette;
- Princip kvantetal, n
- Angular momentum kvantetal, I
- Magnetisk kvantetal, ml
- Spin kvantenummer, ms
Det principielle kvantetal forklarer den gennemsnitlige afstand af orbitalen fra kernen og energiniveauet. Vinkelmomentets kvantetal forklarer formen af orbitalen. Det magnetiske kvantetal beskriver orienteringen af orbitaler i rummet. Spin-kvantetallet giver en elektrons spinding i et magnetfelt og elektronens bølgekarakteristika.
Figur 2: Rumlig struktur af atomare orbitaler.
Hvad er forskellen mellem Bohr og Quantum Model?
Bohr vs Quantum Model |
|
| Bohr-modellen er en atommodel foreslået af Niels Bohr (i 1915) for at forklare et atoms struktur. | Kvantemodel er en atommodel, der betragtes som den moderne atommodel til at forklare et atoms struktur nøjagtigt. |
| Elektronernes adfærd | |
| Bohr-modellen forklarer en elektrons partikeladfærd. | Kvantemodel forklarer en elektrons bølge-partikel-dualitet. |
| Applications | |
| Bohr-modellen kan anvendes for hydrogenatomer, men ikke for store atomer. | Kvantemodel kan bruges til ethvert atom, inklusive mindre og store, komplekse atomer. |
| Shape of Orbitals | |
| Bohr-modellen beskriver ikke de nøjagtige former for hver orbital. | Kvantemodel beskriver alle mulige former en orbital kan have. |
| elektromagnetiske effekter | |
| Bohr-modellen forklarer ikke Zeeman-effekten (effekt af magnetfelt) eller Stark-effekt (effekt af elektrisk felt). | Quantum-modellen forklarer Zeeman- og Stark-effekterne præcist. |
| Quantum Numbers | |
| Bohr-modellen beskriver ikke andre kvantetal end det principielle kvantetal. | Kvantemodel beskriver alle fire kvantetal og en elektrons karakteristika. |
Opsummering – Bohr vs Quantum Model
Selvom flere forskellige atommodeller blev foreslået af videnskabsmænd, var de mest bemærkelsesværdige modeller Bohr-modellen og kvantemodellen. Disse to modeller er tæt beslægtede, men kvantemodellen er meget mere detaljeret end Bohr-modellen. Ifølge Bohr-modellen opfører en elektron sig som en partikel, mens kvantemodellen forklarer, at elektronen har både partikel- og bølgeadfærd. Dette er hovedforskellen mellem Bohr og kvantemodellen.
Download PDF-version af Bohr vs Quantum Model
Du kan downloade PDF-versionen af denne artikel og bruge den til offline-formål i henhold til citatnoter. Download venligst PDF-versionen her Forskel mellem Bohr og Quantum Model.
