Atom Modell av Sommerfeld Egenskaper, Postulater og Begrensninger

den Sommerfelds atommodell er en forbedret versjon av Bohr-modellen, hvor adferd av elektroner forklares av eksistensen av forskjellige energinivåer innenfor atom. Arnold Sommerfeld publiserte sitt forslag i 1916 og forklarte begrensningene i denne modellen ved å anvende Einsteins relativitetsteori.

Den utestående tyske fysikeren fant at i noen atomer nådde elektronene hastigheter nær lysets hastighet. I lys av dette valgte han å basere sin analyse på relativistisk teori. Denne beslutningen var kontroversiell for tiden, siden relativitetsteorien ikke var blitt akseptert i det vitenskapelige samfunn da.

På denne måten utfordret Sommerfeld de tidlige vitenskapelige forskriftene og tok en annen tilnærming til atommodellering.

index

• 1 Egenskaper 
  • 1.1 Begrensninger av Bohr-atommodellen
  • 1.2 Sommerfelds bidrag
• 2 Eksperiment
• 3 postulater
  • 3.1 Hovedkvantumnummer "n"
  • 3.2 Sekundært kvante nummer "I"
• 4 begrensninger
• 5 referanser

funksjoner 

Begrensninger av Bohr-atommodellen

Sommerfelds atommodell oppstår for å perfeksjonere manglene i Bohr-atommodellen. Forslagene til denne modellen, i brede slag, er følgende:

- Elektroner beskriver sirkulære baner rundt kjernen, uten å utstråle energi.

- Ikke alle baner var mulige. Bare baner aktiveres hvis vinkelmomentet i elektronen oppfyller visse egenskaper. Det er verdt å merke seg at vinkelmomentet i en partikkel er avhengig av et kompendium av alle dens størrelser (hastighet, masse og avstand) i forhold til senterets sving.

- Energien som slippes ut når et elektron faller fra en bane til en annen, sendes ut i form av lysenergi (foton).

Selv om Bohrs atommodell perfekt beskrev atomenes oppførsel, var postulatene ikke replikerbare til andre typer elementer.

Ved analysering av spektrene oppnådd fra atomer av andre elementer enn hydrogen ble det påvist at elektroner som befinner seg på samme energinivå, kunne inneholde forskjellige energier.

Dermed var hver av modellens grunner refutable fra den klassiske fysikkens perspektiv. I den følgende listen er detaljert de teoriene som står i motsetning til modellen, i henhold til forrige nummerering:

- I følge Maxwells elektromagnetiske lover gir alle ladninger utsatt for en viss akselerasjon energi i form av elektromagnetisk stråling.

- Gitt posisjonen til klassisk fysikk, var det utænkelig at et elektron ikke kunne bane fritt på hvilken som helst avstand fra kjernen.

- Dengang hadde det vitenskapelige samfunn en fast overbevisning om lysets bølgeart, og ideen om å presentere seg som en partikkel var ikke tenkt før da..

Sommerfelds bidrag

Arnold Sommerfeld konkluderte med at energiforskjellen mellom elektronene - selv om de var på samme energinivå - skyldtes eksistensen av energinivåer innenfor hvert nivå.

Sommerfeld stolte på Coulombs lov til å si at hvis en elektron blir utsatt for en kraft som er omvendt proporsjonal med kvadratet av avstanden, bør den beskrevne banen være elliptisk og ikke strengt sirkulær.

I tillegg var det basert på Einsteins relativitetsteori for å gi en annen behandling til elektroner, og vurdere deres oppførsel basert på hastighetene nådd av disse grunnleggende partiklene.

eksperiment

Bruken av høyoppløselige Spektroskopiske for å analysere atom teori avslørte eksistensen av meget fine spektrallinjer Niels Bohr hadde ikke detekteres, og for hvilken modellen er foreslått av den ikke gir den løsning.

På bakgrunn av dette gjentok Sommerfeld eksperimentene med lysnedbrytning i sitt elektromagnetiske spektrum ved å bruke neste generasjons elektroskoper da.

Fra sine undersøkelser, Sommerfeld utledes at energien som finnes i den stasjonære elektron bane avhenger av lengden på de semiaxes til ellipsen som beskriver denne bane.

Denne avhengigheten er gitt av kvoten som eksisterer mellom lengden av halvaksens akse og lengden av halvaksens akse i ellipsen, og dens verdi er relativ.

Derfor, når et elektron endrer seg fra ett energinivå til et annet lavere, kan forskjellige baner aktiveres avhengig av lengden på halvmåneaksen til ellipsen..

I tillegg observerte Sommerfeld også at spektrallinjer ble utfoldet. Forklaringen som forskeren tilskrev for dette fenomenet var allsidigheten til banene, da disse kunne være enten elliptiske eller sirkulære.

På denne måten forklart Sommerfeld hvorfor tynne spektrale linjer ble verdsatt når analysen ble utført med spektroskopet.

postulater

Etter flere måneder med studier med Coulombs lov og relativitetsteorien for å forklare manglene ved Bohr-modellen, Sommerfeld annonsert i 1916 to grunnleggende endringer på modellen ovenfor:

- Baner av elektroner kan være sirkulære eller elliptiske.

- Elektroner når relativistiske hastigheter; det vil si verdier nær lysets hastighet.

Sommerfeld definerte to kvantumvariabler som tillater å beskrive orbital vinkelmomentet og formen til orbitalet for hvert atom. Disse er:

Hovedkvantumnummer "n"

Kvantiser halvaksen av ellipsen beskrevet av elektronen.

Sekundært kvante nummer "jeg"

Kvantiser ellipsens mindre semiaxis beskrevet av elektronen.

Denne siste verdien, også kjent som azimutalt kvantumnummer, ble betegnet med bokstaven "I" og anskaffer verdier som varierer fra 0 til n-1, hvor n er atomets hovedkvantumnummer.

Avhengig av verdien av det azimutale kvantumnummeret tildelte Sommerfeld forskjellige benevnelser for banene, som beskrevet nedenfor:

- l = 0 → S orbitaler.

- l = 1 → main orbital orbital s.

- l = 2 → diffus orbital orbital d.

- I = 3 → fundamental orbitalt orbital f.

I tillegg indikerte Sommerfeld at atomkernen ikke var statisk. Ifølge modellen foreslått av ham, beveger både kjernen og elektronene seg rundt atomens masse.

begrensninger

De viktigste manglene i Sommerfelds atommodell er følgende:

- Forutsetningen om at vinkelmomentet kvantiseres som et produkt av masse ved hastighet og bevegelsesradius er falsk. Vinkelmomentet avhenger av elektronens bølge.

- Modellen spesifiserer ikke hvilken utløser hoppe av et elektron fra en bane til en annen, og heller ikke kan beskrive oppførselen til systemet ved overgangen mellom stabile elektron baner.

- Under modellens forskrifter er det umulig å vite intensiteten av spektral-utslippsfrekvensene.

referanser

1. Bathia, L. (2017). Sommerfeld atommodell. Hentet fra: chemistryonline.guru.
2. Forklar i detalj hvordan Sommerfeld utvidet Bohr Theory (s.f.). Hentet fra: thebigger.com
3. Méndez, A. (2010). Atommodell av Sommerfeld. Hentet fra: quimica.laguia2000.com
4. Atommodell av Bohr-Sommerfeld (s.f.). IES Magdalena. Avilés, Spania. Hentet fra: fisquiweb.es
5. Parker, P. (2001). Bohr-Sommerfeld-modellen av atom. Project Physnet. Michigan State University. Michigan, USA Hentet fra: physnet.org