Atomski model Sommerfeldovih karakteristika, postulata i ograničenja

Sommerfeldov atomski model je poboljšana verzija Bohrova modela, u kojoj se ponašanje elektrona objašnjava postojanjem različitih energetskih razina unutar atoma. Arnold Sommerfeld objavio je svoj prijedlog 1916. godine, objašnjavajući ograničenja ovog modela primjenom Einsteinove teorije relativnosti..

Izvanredni njemački fizičar je otkrio da su u nekim atomima elektroni dosegli brzine bliske brzini svjetlosti. S obzirom na to, odlučio je svoju analizu temeljiti na relativističkoj teoriji. Ta je odluka bila kontroverzna za to vrijeme, budući da teorija relativnosti do tada još nije bila prihvaćena u znanstvenoj zajednici.

Na taj način, Sommerfeld je izazvao znanstvene propise tog vremena i prihvatio drugačiji pristup atomskom modeliranju.

indeks

• 1 Značajke 
  • 1.1 Ograničenja Bohrovog atomskog modela
  • 1.2 Doprinos Sommerfelda
• 2 Eksperimentirajte
• 3 Postulati
  • 3.1 Glavni kvantni broj "n"
  • 3.2 Sekundarni kvantni broj "I"
• 4 Ograničenja
• 5 Reference

značajke 

Ograničenja Bohrovog atomskog modela

Sommerfeldov atomski model nastaje kako bi usavršio nedostatke Bohrovog atomskog modela. Prijedlozi ovog modela, u širokim potezima, su sljedeći:

- Elektroni opisuju kružne orbite oko jezgre, bez zračeće energije.

- Nisu sve orbite bile moguće. Omogućeni su samo orbiti čiji kutni moment elektrona zadovoljava određene karakteristike. Važno je napomenuti da kutni moment čestice ovisi o zbirci svih njezinih veličina (brzina, masa i udaljenost) s obzirom na središte skretanja.

- Energija koja se oslobađa kad se elektron spusti s jedne orbite na drugu emitira se u obliku svjetlosne energije (fotona).

Iako Borov atomski model savršeno opisuje ponašanje vodikovog atoma, njegovi postulati se ne mogu ponoviti na druge tipove elemenata.

Analizirajući spektre dobivene iz atoma elemenata koji nisu vodik, otkriveno je da elektroni smješteni na istoj razini energije mogu sadržavati različite energije..

Stoga je svaka od osnova modela bila odbačena iz perspektive klasične fizike. U sljedećem popisu detaljno su opisane teorije koje su u suprotnosti s modelom, prema prethodnom numeriranju:

- Prema Maxwellovim elektromagnetskim zakonima, svi naboji podvrgnuti određenom ubrzanju emitiraju energiju u obliku elektromagnetskog zračenja.

- S obzirom na položaj klasične fizike, bilo je nezamislivo da elektron ne može slobodno kružiti na bilo kojoj udaljenosti od jezgre.

- Do tada je znanstvena zajednica imala čvrsto uvjerenje u valnu prirodu svjetla, a ideja da se predstavi kao čestica do tada nije bila razmatrana..

Doprinos Sommerfelda

Arnold Sommerfeld zaključio je da je razlika u energiji između elektrona - iako su na istoj energetskoj razini - posljedica postojanja pod-razina energije unutar svake razine.

Sommerfeld se oslanjao na zakon Coulomb-a kako bi izjavio da ako je elektron podvrgnut sili koja je obrnuto proporcionalna kvadratu udaljenosti, opisana staza treba biti eliptična i ne strogo kružna..

Osim toga, temeljila se na Einsteinovoj teoriji relativnosti koja je davala drugačiji tretman elektronima i procjenjivala njihovo ponašanje na temelju brzina koje su postigle te temeljne čestice..

eksperiment

Uporaba spektroskopa visoke rezolucije za analizu atomske teorije otkrila je postojanje vrlo finih spektralnih linija koje Niels Bohr nije otkrio i za koje predloženi model nije dao rješenje..

S obzirom na to, Sommerfeld je ponovio eksperimente raspadanja svjetlosti u svom elektromagnetskom spektru pomoću elektroskopa sljedeće generacije do tada.

Iz njegovih istraživanja, Sommerfeld je zaključio da energija sadržana u stacionarnoj orbiti elektrona ovisi o duljinama poluoski elipse koja opisuje tu orbitu.

Ovu ovisnost daje kvocijent koji postoji između duljine polusmjerene osi i duljine poluautomatske osi elipse, a njena vrijednost je relativna.

Stoga, kada se elektron promijeni s jedne razine energije na drugu, niže, različite orbite mogu biti omogućene ovisno o duljini poluautomatske osi elipse..

Osim toga, Sommerfeld je također primijetio da se spektralne linije odvijaju. Objašnjenje koje je znanstvenik pripisao ovoj pojavi bilo je svestranost orbita, budući da one mogu biti ili eliptične ili kružne.

Na taj način, Sommerfeld je objasnio zašto su tanke spektralne linije bile cijenjene pri provođenju analize spektroskopom.

postulati

Nakon višemjesečnih studija primjene Coulombovog zakona i teorije relativnosti za objašnjenje nedostataka Bohrovog modela, Sommerfeld je 1916. objavio dvije osnovne modifikacije na spomenutom modelu:

- Orbite elektrona mogu biti kružne ili eliptične.

- Elektroni dostižu relativističke brzine; to jest, vrijednosti bliske brzini svjetlosti.

Sommerfeld je definirao dvije kvantne varijable koje omogućuju opisivanje orbitalnog kutnog momenta i oblika orbite za svaki atom. To su:

Glavni kvantni broj "n"

Kvantizirajte polu-veću osi elipse koju opisuje elektron.

Sekundarni kvantni broj "I"

Kvantizirajte manje poluoske elipse koju opisuje elektron.

Ova zadnja vrijednost, također poznata kao azimutalni kvantni broj, označena je slovom "I" i dobiva vrijednosti u rasponu od 0 do n-1, gdje je n glavni kvantni broj atoma..

Ovisno o vrijednosti azimutnog kvantnog broja, Sommerfeld je odredio različite denominacije za orbite, kao što je detaljno opisano u nastavku:

- l = 0 → S orbitale.

- l = 1 → glavna orbitalna orbita str.

- l = 2 → difuzna orbitalna orbita d.

- I = 3 → orbitalna orbitalna orbitalna f.

Osim toga, Sommerfeld je pokazao da jezgra atoma nije statična. Prema modelu koji je predložio, i jezgra i elektroni se kreću oko središta mase atoma.

ograničenja

Glavni nedostaci Sommerfeldovog atomskog modela su sljedeći:

- Pretpostavka da je kutni moment kvantiziran kao proizvod mase po brzini i radijusu gibanja je lažna. Kutni moment ovisi o prirodi elektronskog vala.

- Model ne određuje što pokreće skok elektrona iz jedne orbite u drugu, niti može opisati ponašanje sustava tijekom prijelaza elektrona između stabilnih orbita.

- Pod pravilima modela nemoguće je znati intenzitet spektralnih emisijskih frekvencija.

reference

1. Bathia, L. (2017.). Sommerfeldov atomski model. Preuzeto s: chemistryonline.guru.
2. Objasnite detaljno kako je Sommerfeld proširio Bohrovu teoriju (s.f.). Preuzeto s: thebigger.com
3. Méndez, A. (2010). Atomski model Sommerfelda. Preuzeto s: quimica.laguia2000.com
4. Atomski model Bohr-Sommerfelda (s.f.). IES Magdalena. Avilés, Španjolska. Preuzeto s: fisquiweb.es
5. Parker, P. (2001). Borov-Sommerfeldov model atoma. Projekt Physnet. Sveučilište Michigan State. Michigan, SAD Preuzeto s: physnet.org