Ključna razlika – model Bohr proti Rutherfordu
Pojem atomov in njihove zgradbe je prvi uvedel John Dolton leta 1808. Razložil je zakone kemijske kombinacije tako, da je atome obravnaval kot nevidne delce brez strukture. Nato je leta 1911 novozelandski fizik Ernest Rutherford predlagal, da so atomi sestavljeni iz dveh komponent: pozitivno nabitega jedra v središču atoma in negativno nabitih elektronov v zunajjedrnem delu atoma. Nekaterih teorij, kot je elektromagnetna teorija, ki jo je predstavil Maxwell, ni bilo mogoče razložiti z Rutherfordovim modelom. Zaradi takšnih omejitev Rutherfordovega modela je danski fizik Niels Bohr leta 1913 predlagal nov model, ki temelji na kvantni teoriji sevanj. Bohrov model je bil v veliki meri sprejet in za svoje delo je prejel Nobelovo nagrado. Čeprav je bil v veliki meri sprejet, ima še vedno določene pomanjkljivosti in omejitve. Glavna razlika med Bohrovim modelom in Rutherfordovim modelom je v tem, da lahko v Rutherfordovem modelu elektroni krožijo v poljubni orbiti okoli jedra, medtem ko lahko v Bohrovem modelu elektroni krožijo v določeni lupini.
Kaj je Bohrov model?
Bohrov model je predlagal Niels Bohr leta 1922, da bi razložil strukturo atoma. V tem modelu je Bohr omenil, da večina atomske mase leži v osrednjem jedru, ki vsebuje protone in elektrone, ki so razporejeni v določenih energijskih nivojih in se vrtijo okoli jedra. Model je predlagal tudi elektronsko konfiguracijo, ki pojasnjuje razporeditev elektronov v krožnih orbitah, označenih kot K, L, M, N itd. Atomi s popolno elektronsko konfiguracijo niso aktivni. Elektronska konfiguracija določa reaktivnost atoma.
Slika 01: Bohrov model
Bohrov model lahko razloži spekter vodikovega atoma, vendar ne more v celoti razložiti reaktivnosti večelektronskih atomov. Poleg tega ne razloži Zeemanovega učinka, kjer se vsaka spektralna črta v prisotnosti zunanjega magnetnega polja razdeli na več črt. V tem modelu je elektron obravnavan samo kot delec. Vendar je francoski fizik de Broglie odkril, da imajo elektroni lastnosti valov in delcev. Kasneje je fizik predstavil še eno načelo, imenovano Heisenbergovo načelo negotovosti, ki pojasnjuje nezmožnost hkratne določitve natančnega položaja in gibalne količine majhnih gibajočih se delcev, kot so elektroni. S tem izumom se je Bohrov model soočil z resnim nazadovanjem.
Kaj je Rutherfordov model?
Leta 1911 je Ernest Rutherford predlagal Rutherfordov model. Navaja, da je atom (volumen) sestavljen predvsem iz prostora, masa atoma pa je osredotočena v jedru, ki je jedro atoma. Jedro je pozitivno nabito in elektron kroži okoli jedra. Orbite nimajo določenih poti. Ker so atomi nevtralni, imajo enako pozitivne (v jedru) in negativne naboje (elektroni).
Slika 02: Rutherfordov atom
Rutherfordov model ni uspel pojasniti elektromagnetne teorije, stabilnosti atoma in obstoja določenih črt v vodikovem spektru.
Kakšna je razlika med Bohrovim in Rutherfordovim modelom?
Bohr proti Rutherfordovemu modelu |
|
| Bohrov model je leta 1922 predlagal Niels Bohr. | Rutherfordov model je leta 1911 predlagal Ernest Rutherford. |
| Teorija | |
| Večina atomske mase leži v osrednjem jedru, ki vsebuje protone, elektroni pa so razporejeni v določene energijske ravni ali lupine. | Večina atoma je sestavljena iz praznega prostora. Središče atoma vsebuje pozitivno nabito jedro in njegovi negativno nabiti elektroni so prisotni v prostoru, ki obdaja jedro. |
| Emisija sevanja elektronov | |
| Elektroni oddajajo le valove določenih frekvenc. | Elektroni oddajajo valove vseh frekvenc. |
| Spekter elektronske emisije | |
| Emisijski spekter elektronov je črtasti spekter. | Emisijski spekter elektronov je zvezen spekter. |
Povzetek – Bohrov proti Rutherfordovemu modelu
Bohrova in Rutherfordova modela sta planetarna modela, ki do določene mere pojasnjujeta atomsko strukturo. Ti modeli imajo omejitve in ne pojasnjujejo nekaterih sodobnih principov fizike. Vendar pa ti modeli močno prispevajo k sodobnim naprednim modelom, ki pojasnjujejo atomsko strukturo. Bohrov model navaja, da je večina atomske mase v osrednjem jedru, ki vsebuje protone in da so elektroni razporejeni v določene energijske ravni ali lupine, kar ima za posledico spekter elektronskih linij. Rutherfordov model navaja, da je večina atoma sestavljena iz praznega prostora, središče atoma pa vsebuje pozitivno nabito jedro, obdano z negativno nabitimi elektroni, kar ima za posledico zvezen elektronski spekter. To je razlika med Bohrovim in Rutherfordovim modelom.
Prenesite PDF različico modela Bohr proti Rutherfordu
Lahko prenesete različico PDF tega članka in jo uporabite za namene brez povezave v skladu z opombami o citatih. Prenesite PDF različico tukaj. Razlika med Bohrovim in Rutherfordovim modelom.
