Kluczowa różnica – model Bohr vs Rutherford
Pojęcie atomów i ich struktury zostało po raz pierwszy wprowadzone przez Johna Doltona w 1808 roku. Wyjaśnił on prawa chemicznej kombinacji, traktując atomy jako niewidzialne cząstki bez struktury. Następnie w 1911 roku nowozelandzki fizyk Ernest Rutherford zaproponował, że atomy składają się z dwóch składników: dodatnio naładowanego jądra w środku atomu i ujemnie naładowanych elektronów w pozajądrowej części atomu. Niektórych teorii, takich jak teoria elektromagnetyczna zaprezentowana przez Maxwella, nie można było wyjaśnić za pomocą modelu Rutherforda. Z powodu takich ograniczeń w modelu Rutherforda duński fizyk Niels Bohr zaproponował nowy model w 1913 roku, oparty na kwantowej teorii promieniowania. Model Bohra został w dużej mierze zaakceptowany, a za swoją pracę otrzymał Nagrodę Nobla. Mimo, że został w dużej mierze zaakceptowany, nadal niesie ze sobą pewne wady i ograniczenia. Główna różnica między modelem Bohra a modelem Rutherforda polega na tym, że w modelu Rutherforda elektrony mogą krążyć po dowolnej orbicie wokół jądra, podczas gdy w modelu Bohra elektrony mogą krążyć w określonej powłoce.
Co to jest model Bohra?
Model Bohra został zaproponowany przez Nielsa Bohra w 1922 roku w celu wyjaśnienia struktury atomu. W tym modelu Bohr wspomniał, że większość masy atomowej znajduje się w centralnym jądrze zawierającym protony, a elektrony są ułożone na określonych poziomach energetycznych i krążą wokół jądra. Model proponował również konfigurację elektronową, która wyjaśnia układ elektronów na orbitach kołowych oznaczonych jako K, L, M, N itd. Atomy o pełnych konfiguracjach elektronowych nie są aktywne. Konfiguracja elektronowa określa reaktywność atomu.
Rysunek 01: Model Bohra
Model Bohra jest w stanie wyjaśnić widmo atomu wodoru, ale nie może w pełni wyjaśnić reaktywności atomów wieloelektronowych. Co więcej, nie wyjaśnia efektu Zeemana, w którym każda linia widmowa dzieli się na więcej linii w obecności zewnętrznego pola magnetycznego. W tym modelu elektron jest traktowany tylko jako cząstka. Jednak francuski fizyk de Broglie odkrył, że elektrony mają zarówno właściwości falowe, jak i cząsteczkowe. Później fizyk przedstawił inną zasadę zwaną zasadą nieoznaczoności Heisenberga, która wyjaśnia niemożność jednoczesnego określenia dokładnego położenia i pędu małych poruszających się cząstek, takich jak elektrony. Dzięki temu wynalazkowi model Bohra stanął w obliczu poważnej porażki.
Czym jest model Rutherforda?
W 1911 roku Ernest Rutherford zaproponował model Rutherforda. Stwierdza, że atom (objętość) składa się głównie z przestrzeni, a masa atomu jest wyśrodkowana w jądrze, które jest jądrem atomu. Jądro jest naładowane dodatnio, a elektron krąży wokół jądra. Orbity nie mają określonych ścieżek. Co więcej, ponieważ atomy są obojętne, mają równe ładunki dodatnie (w jądrze) i ujemne (elektrony).
Rysunek 02: Rutherford Atom
Model Rutherforda nie wyjaśniał teorii elektromagnetycznej, stabilności atomu i istnienia określonych linii w widmie wodoru.
Jaka jest różnica między modelem Bohra i Rutherforda?
Model Bohr kontra Rutherford |
|
| Model Bohra został zaproponowany przez Nielsa Bohra w 1922 roku. | Model Rutherforda został zaproponowany przez Ernesta Rutherforda w 1911 roku. |
| Teoria | |
| Większość masy atomowej leży w jądrze centralnym, które zawiera protony, a elektrony są ułożone w określonych poziomach energii lub powłokach. | Większość atomu składa się z pustej przestrzeni. W centrum atomu znajduje się dodatnio naładowane jądro, a jego ujemnie naładowane elektrony znajdują się w przestrzeni otaczającej jądro. |
| Emisja promieniowania elektronów | |
| Elektrony emitują tylko fale o określonych częstotliwościach. | Elektrony emitują fale o wszystkich częstotliwościach. |
| Widmo emisji elektronów | |
| Widmo emisji elektronów to widmo liniowe. | Widmo emisji elektronów jest widmem ciągłym. |
Podsumowanie – Bohr kontra model Rutherford
Zarówno modele Bohra, jak i Rutherforda są modelami planetarnymi, które do pewnego stopnia wyjaśniają strukturę atomową. Modele te mają ograniczenia i nie wyjaśniają niektórych współczesnych zasad fizyki. Jednak modele te w dużym stopniu przyczyniają się do tworzenia nowoczesnych zaawansowanych modeli, które wyjaśniają strukturę atomową. Model Bohra stwierdza, że większość masy atomowej znajduje się w centralnym jądrze, które zawiera protony i że elektrony są ułożone w określonych poziomach energii lub powłokach, co daje widmo linii elektronów. Model Rutherforda stwierdza, że większość atomu składa się z pustej przestrzeni, a środek atomu zawiera dodatnio naładowane jądro otoczone ujemnie naładowanymi elektronami, co daje ciągłe widmo elektronów. Taka jest różnica między modelem Bohra i Rutherforda.
Pobierz wersję PDF modelu Bohr vs Rutherford
Możesz pobrać wersję PDF tego artykułu i używać jej do celów offline, zgodnie z notatkami dotyczącymi cytowań. Proszę pobrać wersję PDF tutaj Różnica między modelem Bohra i Rutherforda.
