1913 년 Niels Bohr는 원자 수소 가설을 제안했습니다. 그에 따르면 그것은 음으로 하전 된 전자 구름으로 둘러싸인 양성자와 중성자로 구성된 양으로 하전 된 핵이다. 이 모델에서, 전자는 핵 주위의 원자 껍질로 배열된다. 양성 핵과 음의 서라운드 사이의 정전기 상호 작용은 원자를 함께 유지합니다.
수소 에너지 수준
수소 에너지 수준의 구조는 Bohr의 모델을 사용하여 설명됩니다. 최대 에너지는 13.598ev의 이온화 에너지이며 각 레벨의 에너지의 양은 EV에서보고됩니다.
수소 스펙트럼
- 스펙트럼은 이러한 다른 에너지 수준 사이에서 이동하여 전자에 의해 생성됩니다. Balmer 방정식은 가시 광선 스펙트럼에 존재하는 4 가지 다른 수소 파장을 설명하는 데 사용됩니다. 파장은 각각 656, 484, 434 및 410 nm입니다.
- 여기 상태의 전자가 에너지 수준 n =2로 내려 가면 광자가 방출됩니다. 모든 에너지 수준 전환의 경우 Rydberg 공식 (아래)은 Balmer 시리즈를 일반화합니다. NF가 2 인 Rydberg 공식은 Balmer 라인을 생성하는 데 사용됩니다.
- Rydberg 공식은 에너지 수준 사이에서 발생하는 다양한 전이 에너지를 설명합니다.
- 전자가 에너지 수준이 높을 때 광자가 방출됩니다. 전이의 초기 및 최종 에너지 수준에 따라, 수소 원자는 다른 파장의 빛을 방출 할 수있다. 그것은 최종 (NF) 및 초기 (NI)의 에너지 레벨의 제곱과 같은 에너지를 가진 광자를 방출합니다.
Bohr 's Radius
‘e’, m,‘v’가 각각 전자의 전하, 질량 및 속도 인 경우,‘r’
r =n2 xr1
여기서‘n’은 주요 양자 수이고 R1은 0.53Å의 값을 갖는 Bohr의 반경으로 알려진 수소 원자에 대해 가장 허용되는 반경입니다.
- 전자가 핵 주위에 지정된 원형 궤도로 이동한다는 비전기 적 가정은 Bohr의 수소 모델을 뒷받침합니다. 정수 인 양자 번호 n은 궤도를 지정하는 데 사용됩니다. 에너지를 방출하거나 흡수함으로써 전자는 한 궤도에서 다음 궤도로 점프 할 수 있습니다.
- 쉘의 전자에 대한 다음 에너지는 Bohr의 모델을 사용하여 계산되었습니다.
- 수소 스펙트럼은 BOHR에 의해 광자 수준을 변화시키기 위해 광자를 흡수하고 방출하는 전자 측면에서 설명되었다.
노트
- 전자가 둘 이상인 시스템의 경우 Bohr의 모델이 실패합니다.
BOHR 모델
- 무거운 원자의 핵은 수소 원자의 핵보다 더 많은 양성자를 갖는다. 이 모든 양성자의 양전하를 취소하려면 더 많은 전자가 필요했습니다. Bohr에 따르면 각 전자 궤도는 일정량의 전자 만 담을 수있었습니다. 레벨이 채워지면 추가 전자가 다음 단계로 올라갑니다. 무거운 원자의 경우
- Bohr 모델은 전자 쉘을 설명했습니다. 이 모델은 이전에는 재현 한 적이없는 무거운 원자의 원자 특성을 설명했습니다.
- 예를 들어, 쉘 가설은 왜 더 많은 양성자와 전자를 가지고 있지만, 주기율표의 기간 (행)을 가로 질러 움직일 때 원자가 더 작아지는 이유를 설명했다.
BOHR 모델의 개선 및 개선
- 때때로 Bohr-Sommerfeld 모델로 알려진 Sommerfeld 모델은 BOHR 모델에서 가장 주목할만한 개선이었습니다. 이 모델에서 전자는 원형 궤도가 아닌 타원형 궤도에서 핵을 공전합니다. Sommerfeld 모델은 스펙트럼 라인 분할의 뚜렷한 효과를 포함하여 원자 스펙트럼 효과를 더 잘 설명하는 데 더 나은 작업을 수행합니다. 반면에 자기 양자 수는 모델에 의해 수용되지 않았습니다.
Bohr의 모델 제한
- Bohr 모델은 원자 이론 개발을 향한 중대한 진전이었다. 그러나 몇 가지 단점이 있습니다.
- Heisenberg의 불확실성 원칙에 위배됩니다. Bohr 모델은 전자가 정의 된 반경과 궤도를 가지고 있다고 가정합니다. Heisenberg는 불가능하다고 말합니다.
- Bohr 모델의 크기는 매우 제한적입니다. 더 큰 원자를 다룰 때, 열악한 스펙트럼 예측이 생성됩니다.
- 스펙트럼 라인 상대 강도를 추정 할 수 없습니다.
- 스펙트럼 라인이 자기장의 존재하에 많은 구성 요소로 분할 될 때 발생하는 Zeeman 효과를 설명하지 않습니다.
- 전자가 가속하는 사실이 전자기 방사선을 방출하지 않는다는 사실은 Bohr의 모델에 의해 무시됩니다.
결론
1913 년 Niels Bohr는 원자 수소 가설을 제안했습니다. 그에 따르면 음으로 하전 된 전자 구름으로 둘러싸인 양성자와 중성자로 구성된 긍정적으로 하전 된 핵입니다. 이 모델에서, 전자는 핵 주위의 원자 껍질로 배열된다. 양성 핵과 음의 서라운드 사이의 정전기 상호 작용은 원자를 함께 유지합니다. 수소 에너지 수준의 구조는 BOHR 모델을 사용하여 설명됩니다. 각 쉘은 표시된 에너지 수준에 해당합니다. 최대 에너지는 13.598ev의 이온화 에너지이며 각 레벨의 에너지의 양은 EV에서보고됩니다.
