물리학에서 훌륭한 이름 인 Niel Henrik David Bohr (1913)은 수소 원자 구조와 스펙트럼의 일반적인 특징을 정량적으로 설명한 첫 번째 사람이었습니다. 1912 년에 Bohr는 맨체스터에있는 Ernest Rutherford의 그룹에 합류하여 원자 이론을 시작했습니다. 1913 년에 그는 영국에서 일할 때이 원자 모델을 설립했습니다.
원자의 가장 초기 모델 중 하나는 Rutherford가 제안한 행성 모델이었습니다. 도움이되었지만 양자 이론을 포함하지 않았기 때문에 부분적으로 부정확했습니다. 왜 원자가 개별 스펙트럼을 생성했는지 설명 할 수 없었습니다.
양자 이론을 포함하기 위해 Niel Bohr는 Bohr의 모델이라는 원자의 구조에 대한 모델을 제안했습니다.
Bohr 원자 모델 이전 Rutherford 모델을 수정하므로 Rutherford- Bohr Model 라고도합니다. . Bohr는 우리가 특정 가정을하면 수소 스펙트럼의 퍼즐이 해결 될 수 있다고 제안했습니다. Bohr는 bohr 's 이론이라는 그의 이론에서 플랑크의 에너지 개념의 양자화를 사용했습니다.
보어는 그의 이론에서 다음과 같은 가정을했다 :
- (a) 원자는 양성자와 중성자를 함유하는 핵으로 구성되므로 대부분의 질량과 양전하가 집중됩니다. 전자는 일부 원형 궤도에서 핵 주위로 움직입니다.
- (b) 전자는 고정 궤도라고 불리는 특정 비 방사 궤도에서만 회전합니다. Bohr는 전자가 움직이는 전자의 각 운동량이 H/2π의 필수 배수 인 곳인 궤도를 차지할 수 있음을 발견했습니다.
MVR =NH/2π
- (c) 원자의 전자는 필요한 에너지를 얻음으로써 더 낮은 에너지 수준에서 더 높은 에너지 수준으로 이동하고 전자는 방사선 형태의 에너지를 잃어 버려 에너지 수준에서 에너지 수준이 낮아지고 그 반대도 마찬가지입니다. 전자가 방출 또는 흡수하는 에너지의 양은 두 궤도의 에너지의 차이입니다.
hv =e2 - e1 =hc/λ
다른 에너지 수준 또는 궤도는 1, 2, 3, 4… (또는) k, l, m, n,… 껍질과 같은 두 가지 방식으로 정의됩니다. 핵에 가장 가까운 궤도는 에너지 수준이 가장 낮고이 궤도의 전자는지면 상태에 있다고합니다.
- 첫 번째 궤도 (에너지 레벨)는 K 쉘로 정의되며 최대 2 개의 전자를 유지할 수 있습니다.
- 두 번째 궤도 (에너지 레벨)는 L 쉘로 정의되며 최대 8 개의 전자를 유지할 수 있습니다.
- 세 번째 궤도 (에너지 레벨)는 18 개의 전자를 포함하는 M 쉘로 정의됩니다.
- 마찬가지로, 네 번째 궤도 (에너지 레벨)는 N 쉘로 정의되며 최대 32 개의 전자를 포함 할 수 있습니다.
이 궤도는 계속 비슷하게 증가합니다.
궤도에서의 전자 분포
Bohr의 원자 모델에 따르면, 궤도 또는 쉘을 보유 할 수있는 전자의 수는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다. 2n 2 . 참고-‘n’은 궤도 또는 쉘의 수입니다. k-shell n =1, l-shell n =2의 경우, m-shell n =3 등.
K- 쉘은 최대 2 개의 전자를 보유 할 수 있으며, L- 쉘은 최대 8 개의 전자를 보유 할 수 있습니다.
전자의 에너지 Bohr 모델 :
일부 궤도에서의 전자 에너지는 전자의 에너지 수준 또는 에너지 상태로 알려져 있습니다. 핵에 가장 가까운 궤도는 에너지 수준이 가장 낮으며,이 궤도의 전자는 접지 상태에 있다고합니다. 더 높은 전자는 흥분된다고합니다.
전위 에너지는
로 제공됩니다e =q1q2/4πε0r
접지 상태에서 발견되는 전자에는 음의 에너지가 할당됩니다. 핵에서 전자를 더 이동하려면 에너지를 인정해야합니다. 따라서 전자가 멀어지면서 에너지가 덜 유해 해집니다. 원자에서 전자를 무한히 움직이는 데 필요한 최소 에너지는 이온화 에너지입니다.
Bohr 모델의 한계 :
- bohr 모델 1 개 이상의 전자 또는 다중 전자를 함유하는 원자의 스펙트럼을 설명 할 수 없었습니다.
- Bohr의 원자 이론 스펙트럼 라인의 미세 구조를 설명하지 못했습니다.
- Bohr 원자 모델 원자의 Zeeman 효과 (원자 스펙트럼에 대한 자기장의 효과)를 설명하지 못했습니다.
- Bohr 원자 모델 원자의 뚜렷한 효과 (원자 스펙트럼에 대한 전기장의 영향) 도 설명하지 못했습니다.
- bohr 모델 원자는 또한 Heisenberg의 불확실성 원칙을 설명 할 수 없었습니다.
- Bohr의 원자 이론 타원형 궤도에 대한 설명이 없습니다.
- 이 이론은 화학 결합에 의해 분자를 형성하는 원자의 능력을 설명하지 못했습니다.
결론
이 모델은 수소 원자의 양자화 된 에너지 수준에 정확하게 맞고 전자에 대한 특정 허용 된 원형 궤도만을 예측합니다.
전자가 더 깊이 묶여 있으면 에너지가 제로 에너지 기준 상태보다 더 손상됩니다.
전자가 핵에 더 가까워지면 시스템에서 에너지가 방출됩니다.
BOHR에 의해 얻어진 에너지 수준은 수소 방출 스펙트럼으로부터 계산 된 값과 밀접하게 일치하지만 다른 원자에는 적용되지 않습니다. Bohr의 모델은 근본적으로 부정확합니다. 그래도 역사적으로 우리의 현재 원자 구조 이론을 예상했기 때문에 역사적으로 필수적입니다.
