Sommerfeldi karakteristikute, postulaatide ja piirangute aatomimudel



The Sommerfeldi aatomi mudel on täiustatud versioon Bohr-mudelist, milles elektronide käitumine on seletatav erinevate energia tasemete olemasoluga aatomi sees. Arnold Sommerfeld avaldas oma ettepaneku 1916. aastal, selgitades selle mudeli piiranguid, rakendades Einsteini suhtelisuse teooriat.

Tasumata Saksa füüsik leidis, et mõnedes aatomites jõudsid elektronid kiiruse lähedale valguse kiirusele. Seda silmas pidades valis ta oma analüüsi aluseks relativistliku teooria. See otsus oli seni vastuoluline, sest relativity teooria ei olnud teadusringkondades seni veel vastu võetud.

Sel moel vaidlustas Sommerfeld aja teaduslikud ettekirjutused ja võttis teistsuguse lähenemise aatomi modelleerimisele.

Indeks

  • 1 Omadused 
    • 1.1 Bohr-aatomi mudeli piirangud
    • 1.2 Sommerfeldi panus
  • 2 Katse
  • 3 Postuleerib
    • 3.1 Peamine kvantarv "n"
    • 3.2 Sekundaarne kvantarv "I"
  • 4 Piirangud
  • 5 Viited

Omadused 

Bohri aatomi mudeli piirangud

Sommerfeldi aatomi mudel ilmneb, et täiustada Bohri aatomi mudeli puudusi. Selle mudeli ettepanekud laia löögiga on järgmised:

- Elektronid kirjeldavad ringikujulisi ringi tuuma ümber, kiirgamata energiat.

- Mitte kõik orbiidid ei olnud võimalikud. Lubatud on ainult orbiidid, mille elektroni nurgakäik vastab teatud omadustele. Väärib märkimist, et osakese nurkhoog sõltub kõigi selle suuruste (kiirus, mass ja vahemaa) kokkuvõttest pöörde keskpunkti suhtes.

- Vabanevat energiat kui elektron langeb ühest orbiidil teisele eraldub valgusenergia (footoni).

Kuigi Bohr mudel kirjeldab käitumist täiesti vesinikuaatom, postuleerib ei korrata teiste elementide.

Teiste elementide aatomitest kui vesinikust saadud spektrite analüüsimisel tuvastati, et samas energiasisalduses asuvad elektronid võivad sisaldada erinevaid energiat..

Seega oli iga mudeli aluse klassikalisest füüsikast lähtudes ümberlükkav. Järgmises loendis on üksikasjalikult kirjeldatud eeskirju, mis on mudeliga vastuolus vastavalt eelmisele numeratsioonile:

- Maxwelli elektromagnetiliste seaduste kohaselt eraldavad kõik teatud kiirenduse all olevad laengud elektromagnetilise kiirguse kujul energiat.

- Arvestades klassikalise füüsika positsiooni, ei olnud mõeldav, et elektron ei saa vabalt ringi minna mis tahes kaugusel tuumast.

- Selleks ajaks oli teadlasel kindel veendumus valguse laine olemuse üle ja ideed ennast kui osakest kujutada ei olnud seni kaalutud..

Sommerfeldi panus

Arnold Sommerfeld jõudis järeldusele, et energia erinevus elektronide vahel - kuigi need olid samal energia tasemel - oli tingitud energia alatasemete olemasolust igal tasandil.

Sommerfeld tugines Coulombi seadusele, et öelda, et kui elektronile mõjub vahemaa pöördvõrdeline jõud, peaks kirjeldatud rada olema elliptiline ja mitte rangelt ringikujuline.

Lisaks tugines see Einsteini suhtelisuse teooriale elektronide erinevat käsitlemist ja hindas nende käitumist nende põhiosakeste poolt saavutatud kiiruste alusel.

Eksperiment

Kõrge resolutsiooniga spektroskoopide kasutamine aatomiteooria analüüsimisel näitas, et Niels Bohr ei leidnud väga peeneid spektraaljooni, mille jaoks tema poolt välja pakutud mudel ei andnud lahendust.

Seda silmas pidades kordas Sommerfeld oma elektromagnetilise spektri valguse lagunemise katseid, kasutades selleks ajaks järgmise põlvkonna elektroskoope..

Oma uurimistest järeldas Sommerfeld, et elektroni statsionaarses orbiidis sisalduv energia sõltub nimetatud orbiidi kirjeldava ellipsi poolkakside pikkusest..

Seda sõltuvust annab jagaja, mis esineb poolväärse telje pikkuse ja ellipsi poolmõõtmelise telje pikkuse vahel ja selle väärtus on suhteline.

Seega, kui elektroni muutusi ühest energiatase madalamaks, võidakse lubada erineval orbiidil sõltuvalt pikkusest väiketeljel ellipsi.

Lisaks Sommerfeld Samuti märgitakse, et spektrijoonte voltimata. Teaduslik seletus selle nähtuse omistati mitmekülgsuse orbiitidel, kuna need võivad olla elliptilise või ümarate.

Sel viisil selgitas Sommerfeld, miks spektroskoopiga analüüsi tegemisel hinnati õhukesed spektriliinid.

Postuleerib

Pärast mitu kuud kestnud uuringuid, milles rakendati Coulombi seadust ja relatiivsusteooriat Bohri mudeli puuduste selgitamiseks, teatas Sommerfeld 1916. aastal kaks nimetatud modelleerimist:

- Elektronide orbiidid võivad olla ümmargused või elliptilised.

- Elektronid jõuavad relativistlikele kiirustele; see tähendab valguse kiirusele lähedased väärtused.

Sommerfeld määratletud kahe quantum muutujad, mis kirjeldavad orbitaalse Pyörimismäärä ja orbiidi kuju iga aatom. Need on:

Peamine kvantarv "n"

Kvantifitseerige elektroni poolt kirjeldatud ellipsi poolmõõtmeline telg.

Sekundaarne kvantarv "I"

Kvantifitseerige elektroni poolt kirjeldatud ellipsi väiksem poolväärtus.

See viimane väärtus, tuntud ka kui asimuutne kvantarv, tähistati tähega "I" ja omandab väärtused vahemikus 0 kuni n-1, kus n on aatomi peamine kvantarv..

Sõltuvalt asimuutse kvantarvu väärtusest määras Sommerfeld orbiidile erinevad nimed, nagu allpool kirjeldatud:

- l = 0 → S orbitaalid.

- l = 1 → orbitaal-orbitaal p.

- l = 2 → hajutatud orbitaal orbitaal d.

- I = 3 → põhiline orbitaalne orbitaal f.

Lisaks näitas Sommerfeld, et aatomite tuum ei olnud staatiline. Tema pakutud mudeli järgi liiguvad nii tuum kui ka elektronid aatomi massi keskmesse.

Piirangud

Sommerfeldi aatomi mudeli peamised puudused on järgmised:

- Eeldusel, et Pyörimismäärä on kvanditud kui toode massi ja kiiruse ja raadiuse liikumise, on vale. Pyörimismäärä sõltub milline on elektroni laine.

- Mudel ei täpsusta, mis käivitab elektroni hüppe ühelt orbiidilt teisele, samuti ei saa see kirjeldada süsteemi käitumist elektroni üleminekul stabiilsete orbiitide vahel.

- Mudeli ettekirjutuste kohaselt ei ole võimalik teada spektraalsete heitmete sageduste intensiivsust.

Viited

  1. Bathia, L. (2017). Sommerfeldi aatomi mudel. Välja otsitud andmebaasist: chemistryonline.guru.
  2. Selgitage üksikasjalikult, kuidas Sommerfeld laiendas Bohri teooriat (s.f.). Välja otsitud: thebigger.com
  3. Méndez, A. (2010). Sommerfeldi aatomimudel. Välja otsitud aadressilt: quimica.laguia2000.com
  4. Bohr-Sommerfeldi aatomi mudel (s.f.). IES Magdalena. Avilés, Hispaania. Välja otsitud andmebaasist: fisquiweb.es
  5. Parker, P. (2001). Bohr-Sommerfeldi aatomi mudel. Projekt Physnet. Michigani Riiklik Ülikool. Michigan, USA Välja otsitud andmebaasist: physnet.org