Klíčový rozdíl – Bohr vs Quantum Model
Bohrův model a kvantový model jsou modely, které vysvětlují strukturu atomu. Bohrův model se také nazývá Rutherford-Bohr model, protože jde o modifikaci modelu Rutherford. Bohrův model navrhl Niels Bohr v roce 1915. Kvantový model je moderní model atomu. Klíčový rozdíl mezi Bohrem a kvantovým modelem je v tom, že Bohrův model uvádí, že elektrony se chovají jako částice, zatímco kvantový model vysvětluje, že elektron se chová jak částice, tak vlny.
Co je Bohr Model?
Jak bylo zmíněno výše, Bohrův model je modifikací Rutherfordova modelu, protože Bohrův model vysvětluje strukturu atomu složeného z jádra obklopeného elektrony. Ale Bohrův model je pokročilejší než Rutherfordův model, protože říká, že elektrony vždy putují ve specifických obalech nebo obíhají kolem jádra. To také říká, že tyto skořápky mají různé energie a jsou kulového tvaru. To bylo navrženo pozorováním čárových spekter pro atom vodíku.
Vzhledem k přítomnosti diskrétních čar v liniových spektrech Bohr uvedl, že orbitaly atomu mají pevnou energii a elektrony mohou přeskakovat z jedné energetické hladiny na druhou a emitovat nebo absorbovat energii, což vede k linii v čárová spektra.
Hlavní postuláty Bohrova modelu
- Elektrony se pohybují kolem jádra po sférických orbitalech, které mají pevnou velikost a energii.
- Každá oběžná dráha má jiný poloměr a je pojmenována od jádra směrem ven jako n=1, 2, 3 atd. nebo n=K, L, M atd., kde n je číslo pevné energetické hladiny.
- Energie orbitalu souvisí s jeho velikostí.
- Nejmenší oběžná dráha má nejnižší energii. Atom je zcela stabilní, když jsou elektrony na nejnižší energetické úrovni.
- Když se elektron pohybuje po určitém orbitálu, energie tohoto elektronu je konstantní.
- Elektrony se mohou pohybovat z jedné energetické úrovně na druhou absorbováním nebo uvolňováním energie.
-
Tento pohyb způsobuje záření.
Bohrův model dokonale odpovídá atomu vodíku, který má jeden elektron a malé kladně nabité jádro. Kromě toho Bohr použil Plankovu konstantu k výpočtu energie energetických hladin atomu.
Obrázek 01: Bohrův model pro vodík
Při vysvětlování atomové struktury jiných atomů než vodíku však Bohrův model měl několik nedostatků.
Omezení modelu Bohr
- Bohrův model nedokázal vysvětlit Zeemanův jev (vliv magnetického pole na atomové spektrum).
- Nedokázalo vysvětlit Starkův jev (vliv elektrického pole na atomové spektrum).
- Bohrův model nedokáže vysvětlit atomová spektra větších atomů.
Co je kvantový model?
Přestože je kvantový model mnohem těžší pochopit než Bohrův model, přesně vysvětluje pozorování týkající se velkých nebo složitých atomů. Tento kvantový model je založen na kvantové teorii. Podle kvantové teorie má elektron dualitu částice-vlna a není možné určit přesnou polohu elektronu (princip nejistoty). Tento model je tedy založen hlavně na pravděpodobnosti umístění elektronu kdekoli v orbitalu. Také uvádí, že orbitaly nejsou vždy kulové. Orbitaly mají zvláštní tvary pro různé energetické hladiny a jsou to 3D struktury.
Podle kvantového modelu lze elektronu pojmenovat pomocí kvantových čísel. V tomto jsou použity čtyři typy kvantových čísel;
- Principiální kvantové číslo, n
- Kvantové číslo momentu hybnosti, I
- Magnetické kvantové číslo, ml
- Spin kvantové číslo, ms
Princip kvantové číslo vysvětluje průměrnou vzdálenost orbitalu od jádra a energetickou hladinu. Kvantové číslo momentu hybnosti vysvětluje tvar orbitalu. Magnetické kvantové číslo popisuje orientaci orbitalů v prostoru. Spinové kvantové číslo udává rotaci elektronu v magnetickém poli a vlnovou charakteristiku elektronu.
Obrázek 2: Prostorová struktura atomových orbitalů.
Jaký je rozdíl mezi Bohrem a kvantovým modelem?
Bohr vs Quantum Model |
|
| Bohr model je atomový model navržený Nielsem Bohrem (v roce 1915) k vysvětlení struktury atomu. | Kvantový model je atomový model, který je považován za moderní atomový model pro přesné vysvětlení struktury atomu. |
| Chování elektronů | |
| Bohrův model vysvětluje chování částic elektronu. | Kvantový model vysvětluje vlnovou dualitu elektronu. |
| Aplikace | |
| Bohrův model lze použít pro atom vodíku, ale ne pro velké atomy. | Kvantový model lze použít pro jakýkoli atom, včetně menších a velkých, komplexních atomů. |
| Tvar orbitalů | |
| Bohrův model nepopisuje přesné tvary každého orbitalu. | Kvantový model popisuje všechny možné tvary, které může mít orbital. |
| Elektromagnetické efekty | |
| Bohrův model nevysvětluje Zeemanův efekt (efekt magnetického pole) nebo Starkův efekt (efekt elektrického pole). | Kvantový model přesně vysvětluje Zeemanovy a Starkovy efekty. |
| Kvantová čísla | |
| Bohrův model nepopisuje jiná kvantová čísla než hlavní kvantové číslo. | Kvantový model popisuje všechna čtyři kvantová čísla a charakteristiky elektronu. |
Shrnutí – Bohr vs kvantový model
I když vědci navrhli několik různých atomových modelů, nejpozoruhodnější modely byly Bohrův model a kvantový model. Tyto dva modely spolu úzce souvisejí, ale kvantový model je mnohem podrobnější než Bohrův model. Podle Bohrova modelu se elektron chová jako částice, zatímco kvantový model vysvětluje, že elektron má jak částici, tak vlnové chování. Toto je hlavní rozdíl mezi Bohrem a kvantovým modelem.
Stáhnout PDF verzi Bohr vs Quantum Model
Můžete si stáhnout PDF verzi tohoto článku a použít ji pro offline účely podle citací. Stáhněte si PDF verzi zde Rozdíl mezi Bohrem a kvantovým modelem.
