Atom Model af Sommerfeld Karakteristik, Postulater og Begrænsninger

den Sommerfelds atommodel er en forbedret version af Bohr-modellen, hvor elektronernes opførsel forklares af eksistensen af ​​forskellige energiniveauer inden for atomet. Arnold Sommerfeld offentliggjorde sit forslag i 1916 og forklarede begrænsningerne af denne model ved at anvende Einsteins relativitetsteori.

Den fremragende tyske fysiker fandt ud af, at elektronerne i nogle atomer nåede hastigheder tæt på lysets hastighed. På den baggrund valgte han at basere sin analyse på relativistisk teori. Denne beslutning var kontroversiel for tiden, da relativitetsteorien endnu ikke var blevet accepteret i det videnskabelige samfund.

På denne måde udfordrede Sommerfeld de tidlige videnskabelige ordninger og tog en anden tilgang til atommodellering.

indeks

• 1 kendetegn 
  • 1.1 Begrænsninger af Bohr-atommodellen
  • 1.2 Sommerfelds bidrag
• 2 eksperiment
• 3 postulater
  • 3.1 Hovedkvantum "n"
  • 3.2 Sekundært kvante nummer "I"
• 4 begrænsninger
• 5 referencer

funktioner 

Begrænsninger af Bohr-atommodellen

Sommerfelds atommodel fremkommer for at perfektere manglerne i Bohr-atommodellen. Forslagene til denne model, i brede streger, er følgende:

- Elektroner beskriver cirkulære kredsløb omkring kernen uden at udstråle energi.

- Ikke alle baner var mulige. Kun kredsløb aktiveres, hvis vinkelmoment i elektronen opfylder visse karakteristika. Det er værd at bemærke, at en partiks vinkelmoment afhænger af et kompendium af alle dets størrelser (hastighed, masse og afstand) i forhold til midten af ​​svinget.

- Den energi, der frigives, når en elektron går ned fra en omgang til en anden, udsendes i form af lysenergi (foton).

Selvom Bohrs atommodel perfekt beskrev opførelsen af ​​hydrogenatomet, var dets postulater ikke replikerbare til andre typer af elementer.

Når det opnåede spektre af andre end hydrogenelementer analyserede atomer detekteres, at elektroner blev placeret i samme energiniveau de kunne indeholde forskellige energier.

Således var hver af basernes baser refutable ud fra den klassiske fysiks perspektiv. I den følgende liste beskrives de teorier, der strider imod modellen, ifølge den foregående nummerering:

- Ifølge Maxwells elektromagnetiske love udsender alle ladninger, der udsættes for en vis acceleration, energi i form af elektromagnetisk stråling.

- I betragtning af den klassiske fysiks position var det utænkeligt, at en elektron ikke kunne kredse frit på nogen afstand fra kernen.

- Dengang havde det videnskabelige samfund en fast overbevisning om lysets bølgeform, og ideen om at præsentere sig selv som en partikel blev ikke overvejet indtil da..

Sommerfelds bidrag

Arnold Sommerfeld konkluderede, at energiforskellen mellem elektronerne - selv om de var på samme energiniveau - skyldtes eksistensen af ​​energiniveauer inden for hvert niveau.

Sommerfeld støttede sig på Coulombs lov til at fastslå, at hvis en elektron udsættes for en kraft, der er omvendt proportional med afstanden af ​​afstanden, bør den beskrevne vej være elliptisk og ikke strengt cirkulær.

Det var også baseret på relativitetsteorien Einstein at give forskellig behandling til elektroner, og deres adfærd afhængigt af de hastigheder nås med disse grundlæggende partikler.

eksperiment

Brugen af ​​højopløsningsspektroskoper til analyse af atomteorien afslørede eksistensen af ​​meget fine spektrale linjer, som Niels Bohr ikke havde opdaget, og for hvilken modellen foreslået af ham ikke gav en løsning.

I lyset af dette, Sommerfeld gentagne eksperimenter dekomponering af lys i det elektromagnetiske spektrum under anvendelse elektroskoper kunst derefter.

Fra hans undersøgelser udledte Sommerfeld, at energien indeholdt i elektronens stationære kredsløb afhænger af længderne af ellipsens semiaxer, der beskriver omløbet.

Denne afhængighed er givet af kvotienten der eksisterer mellem længden af ​​halvmåneaksen og længden af ​​ellipsens halvmåneakse, og dens værdi er relativ.

Således, når en elektron ændringer fra en energi niveau til en lavere, kan aktiveres forskellige kredsløb afhængig af længden af ​​lilleaksen i ellipsen.

Desuden bemærkede Sommerfeld også, at spektrallinjerne udfoldede sig. Forklaringen til, at forskeren tilskrives dette fænomen, var banens alsidighed, da disse kunne være enten elliptiske eller cirkulære.

På denne måde forklarede Sommerfeld, hvorfor tynde spektrale linjer blev værdsat, når analysen blev udført med spektroskopet.

postulater

Efter flere måneders undersøgelser, der anvendte Coulomb-loven og relativitetsteorien for at forklare manglerne i Bohrs model, offentliggjorde Sommerfeld i 1916 to grundlæggende ændringer på den nævnte model:

- Baner af elektroner kan være cirkulære eller elliptiske.

- Elektroner når relativistiske hastigheder; det vil sige værdier tæt på lysets hastighed.

Sommerfeld definerede to kvantvariabler, der tillader at beskrive det orbitale vinkelmoment og formen af ​​orbitalet for hvert atom. Disse er:

Hovedkvantum nummer "n"

Kvantiser ellipsens semimajorakse som beskrevet af elektronen.

Sekundært kvante nummer "I"

Kvantificer ellipsens mindre semiaxi beskrevet af elektronen.

Denne sidste værdi, også kendt som azimutalt kvantumnummer, blev betegnet med bogstavet "I" og erhverver værdier fra 0 til n-1, hvor n er atomets hovedkvantumstal.

Afhængig af værdien af ​​det azimutale kvantumtal tildelte Sommerfeld forskellige benævnelser for banerne som beskrevet nedenfor:

- l = 0 → S orbitaler.

- l = 1 → main orbital orbital s.

- l = 2 → diffus orbitalt kredsløb d.

- I = 3 → fundamental orbital orbital f.

Derudover angav Sommerfeld at kernerne i atomerne ikke var statiske. Ifølge den model, han foreslår, bevæger både kernen og elektronerne sig om midten af ​​atomets masse.

begrænsninger

De væsentligste mangler ved Sommerfelds atommodel er følgende:

- Antagelsen om, at vinkelmomentet kvantiseres som et produkt af masse ved hastighed og bevægelsesradius er falsk. Vinkelmomentet afhænger af elektronens bølge.

- Modellen angiver ikke, hvad der udløser springet af en elektron fra et kredsløb til et andet, eller kan beskrive opførslen af ​​systemet under overgangen mellem stabile elektronbaner.

- Under modelens forskrifter er det umuligt at kende intensiteten af ​​spektrale emissionsfrekvenser.

referencer

1. Bathia, L. (2017). Sommerfeld atommodel. Hentet fra: chemistryonline.guru.
2. Forklar nærmere, hvordan Sommerfeld udvidede Bohr Theory (s.f.). Hentet fra: thebigger.com
3. Méndez, A. (2010). Atom model af Sommerfeld. Hentet fra: quimica.laguia2000.com
4. Atommodel af Bohr-Sommerfeld (s.f.). IES Magdalena. Avilés, Spanien. Hentet fra: fisquiweb.es
5. Parker, P. (2001). Bohr-Sommerfeld-modellen af ​​atom. Project Physnet. Michigan State University. Michigan, USA Hentet fra: physnet.org