수소 원자의 BOHR 모델은 1913 년 과학자 Neils Bohr에 의해 제안되었다. 수소의 BOHR 모델 공식에 따르면, 수소 원자는 양성자 및 중성자를 갖는 양으로 하전 된 핵을 가지고있다. 그것들은 음으로 하전 된 전자로 둘러싸여 있으며 원자 쉘에서 핵 주위에 궤도를 돌리는 것으로 보인다. 이 양으로 하전 된 핵과 음으로 하전 된 전자 사이에는 강한 정전기력이 있습니다. 첫 번째 원자 모델은 수소 원자의 방사선 스펙트럼을 설명하는 데 성공했습니다. Neil Bohr는 Rutherford의 모델이 만든 틈새를 채울 수있었습니다.
수소의 BOHR 모델
1915 년 Niels Bohr는 Bohr의 원자 모델을 제안했습니다. 이 모델은 Rutherford의 원자 모델을 수정 한 것입니다. Bohr의 원자 모델은 Rutherford Bohr 모델 공식으로도 알려져 있습니다.
Rutherford의 모델에 따르면, 핵은 긍정적으로 하전되며 음으로 하전 된 전자로 둘러싸여 있습니다. BOHR은 전자가 핵 주위에 고정 된 원형 궤도로 이동한다고 덧붙여서이 모델을 수정했습니다. 이 고정 궤도 사이에는 전자가 이동하지 않습니다. 각 궤도 또는 껍질은 명확한 에너지를 가지고 있습니다.
Bohr의 원자 모델은 무엇입니까?
Bohr의 원자 모델은 행성 모델과 유사합니다. Bohr의 모델에서 전자는 양으로 하전 된 핵 주위에 고정 된 원형 궤도로 움직입니다. 각 궤도와 관련된 에너지는 고정되어 있습니다. 각 원형 궤도는 핵으로부터 고정 거리가 있습니다.
Bohr의 원자 모델은 허용 값 측면에서 전자의 특성을 설명합니다. Bohr의 모델은 전자가 다른 에너지 수준 사이를 전환 할 때 방사선의 흡수와 방출을 설명 할 수 있습니다. 1922 년, Bohr는 그의 작품으로 노벨 물리학상을 수상했습니다.
Bohr의 수소 원자의 가정 :
BOHR은 초기 양자 이론과 수소 원자의 고전 이론을 결합하여 세 가지 가정을 제안했습니다. 이 가정에 대해 자세히 논의합시다.
- 가정 1 :이 가정에서 그는 전자가 빛나는 에너지를 방출하지 않고 안정적인 궤도에서 회전 할 것을 제안했다. 그는 또한 원자가 안정적인 상태에 존재할 수 있으며 확실한 총 에너지를 가질 수 있다고 말했습니다.
- 가정 2 :Bohr의 두 번째 가정에 따르면, 궤도는 완전한 안정성을 가지며 전자는 궤도의 핵 주위를 돌립니다. 그는 혁명의 각속도의 이론을 주었다. 그것은 Planck의 상수와 H가 6.6 × 10^-34J-S와 같은 H/2p의 필수 배수입니다.
- 가정 3 :보어는 원자 이론에 초기 양자 개념을 제안했다. 이 이론에서, 전자의 전이는 비 방당 궤도에서 더 낮은 에너지 수준으로 발생합니다. 이 전이 과정에서 광자가 방출됩니다. 사진의 에너지는 다른 두 상태의 차이와 같습니다.
방정식은 다음과 같습니다.
hv =ei-ef
여기서 H는 Planck의 상수이고, V는 방출 된 광자의 주파수이며, EI는 초기 상태의 에너지이며, EF는 궁극의 상태의 에너지를 나타냅니다. 또한 EI는 항상 ef.
이상입니다보어 가정의 공식
궤도와 전자의 각 순간의 수 사이의 관계를 결정하기 위해 다음 Bohr 모델 공식이 사용됩니다.
MVR =NH/2𝜋
여기서 m은 전자의 질량이고, v는 속도이고, r은 궤도의 반경이고, h는 플랑크의 상수이고, n은 궤도의 수이다.
에너지 방출 또는 전자의 흡수를 정의하기 위해 Bohr의 에너지 수준에 대한 공식 :
e1 - e2 =hf
또는, en =- (2 =2me4z2k2/n2h2)
관계 파생 :
수소 원자의 행성 모델의 첫 번째 제안 후, Neil Bohr는 가정했습니다. 그리고 그것은 원자 구조의 양자화입니다. Bohr에 따르면, 전자는 고정 반경으로 핵 주위에 궤도를 만듭니다.
따라서 원자 반경의 값은 다음 방정식으로 계산할 수 있습니다.
r (n) =n2 × r (1)
여기서, n은 양의 정수이며, R (1)은 수소 원자의 가장 작은 반경이다. 이 가장 작은 반경은 Bohr의 반경이라고합니다. Bohr의 반경 값은 0.529 × 10-10m입니다.
Nth 수준의 수소에서 전자의 에너지 계산은 원형 궤도에서 전자를 고려하여 형성된다. 방정식은 다음과 같습니다.
e (n) =1/n2 × 13.6ev
여기서 수소 전자의 최저 에너지는 13.6 eV입니다.
중요한 참고 :이 방정식에서 얻은 에너지는 항상 음수 값을 제공합니다. N이 1과 같을 때 가장 높은 음수 값이 얻어진다. 이것은 궤도에서 전자의 해당 에너지에 대한 전자의 에너지가 n =무한대 일 때 그 핵에서 분리되기 때문이다. 이 경우 에너지는 0 eV입니다. 그리고 전자가 핵에서 멀리 떨어져있을 때, 그 에너지는 핵 주위의 고정 궤도에있는 에너지보다 작기 때문에 궤도에있는 전자의 에너지는 항상 음수입니다.
결론 :
수소 원자의 BOHR 모델은 실제로 현대 양자 기계 모델의 모델과 완전히 다르지만 그들의 아이디어는 동일합니다. Bohr의 수소 원자 모델에는 몇 가지 한계가 있습니다. 이러한 한계에 대해 자세히 배우자.
- 이 모델은 해당 복잡한 원자에 대해서는 작동하지 않습니다
- Bohr의 수소 스펙트럼 이론이 다른 스펙트럼 라인보다 스펙트럼 라인이 더 강렬한 이유를 설명하는 데 실패했습니다.
- 궤도에있는 전자에 대한 Bohr의 아이디어는 반경과 속도가 알려지지 않은 Heinberg의 불확실성 원리와 모순됩니다
- 또한 일부 스펙트럼 라인이 자기장의 존재하에 배수로 분할 된 이유를 설명하는 데 실패합니다.
