Sommerfeldin ominaisuuksien, postulaattien ja rajoitusten atomi-malli

Sommerfeldin atomimalli on parannettu versio Bohr-mallista, jossa elektronien käyttäytymistä selittää erilaiset energiatasot atomin sisällä. Arnold Sommerfeld julkaisi ehdotuksensa vuonna 1916, jossa selitettiin tämän mallin rajoituksia soveltamalla Einsteinin suhteellisuusteoriaa.

Erinomainen saksalainen fyysikko totesi, että joissakin atomeissa elektronit saavuttivat nopeuden lähellä valon nopeutta. Tämän perusteella hän päätti perustaa analyysinsä relativistiseen teoriaan. Tämä päätös oli ajankohtainen kiistanalainen, koska suhteellisuusteoria ei ollut vielä hyväksytty tieteelliseen yhteisöön.

Tällä tavoin Sommerfeld haastoi ajan tieteelliset ohjeet ja otti toisenlaisen lähestymistavan atomimallinnukseen.

indeksi

• 1 Ominaisuudet 
  • 1.1 Bohrin atomimallin rajoitukset
  • 1.2 Sommerfeldin panos
• 2 Kokeile
• 3 Postulaatit
  • 3.1 Ensisijainen kvanttiluku "n"
  • 3.2 Toissijainen kvanttiluku "I"
• 4 Rajoitukset
• 5 Viitteet

piirteet 

Bohrin atomimallin rajoitukset

Sommerfeldin atomimalli kehittyy täydentämään Bohrin atomimallin puutteita. Tämän mallin ehdotukset ovat laajalti:

- Elektronit kuvaavat ympyrän kiertoradan ytimen ympärille säteilemättä energiaa.

- Kaikki kiertoradat eivät olleet mahdollisia. Vain kiertoradat ovat sallittuja, joiden elektronin kulmamomentti täyttää tietyt ominaisuudet. On syytä huomata, että hiukkasen kulmamomentti riippuu kaikista sen suuruuksista (nopeus, massa ja etäisyys) koostuvasta käänteestä vuoron keskipisteeseen nähden.

- Energia, joka vapautuu, kun elektroni laskeutuu yhdestä kiertoradasta toiselle, lähetetään valon energiana (fotoni).

Vaikka Bohrin atomimalli kuvaili täydellisesti vetyatomin käyttäytymistä, sen postulaatit eivät olleet toistettavissa muille elementteille.

Analysoitaessa muita kuin vetyä sisältävien elementtien atomeista saatuja spektrejä havaittiin, että samalla energian tasolla sijaitsevat elektronit voivat sisältää erilaisia ​​energioita.

Niinpä mallin jokainen perusta oli kumottavissa klassisen fysiikan näkökulmasta. Seuraavassa luettelossa on yksityiskohtaiset teoriat, jotka ovat ristiriidassa mallin kanssa edellisen numeroinnin mukaan:

- Maxwellin sähkömagneettisten lakien mukaan kaikki tietylle kiihtyvyydelle altistuvat varaukset lähettävät energiaa sähkömagneettisen säteilyn muodossa.

- Kun otetaan huomioon klassisen fysiikan asema, oli mahdotonta ajatella, että elektroni ei voinut kiertää vapaasti millään etäisyydellä ytimestä.

- Siihen mennessä tiedeyhteisöllä oli vankka vakaumus valon aaltomuodosta, eikä ajatusta esitellä itseään hiukkasena ajatella siihen asti..

Sommerfeldin panos

Arnold Sommerfeld päätellä, että energian välisen elektronien-vaikka nämä olivat samassa energético- taso johtui olemassaolosta energia alatasoa kunkin tason.

Sommerfeld perustui Coulombin lain todeta, että jos elektronin kohdistuu voima kääntäen verrannollinen etäisyyden neliöön, liikeradan kuvattu olisi elliptinen eikä tiukasti pyöreän.

Lisäksi se perustui Einsteinin suhteellisuusteoriaan antamaan erilaista kohtelua elektroneille ja arvioimaan niiden käyttäytymistä näiden perusosien saavuttamien nopeuksien perusteella.

kokeilu

Käyttö korkean resoluution spekt- analysointiin atomiteoria paljastaneet erittäin hieno spektriviivojen Niels Bohr ei havaita, ja joka esittämän mallin se ei ole ratkaisu.

Tätä silmällä pitäen Sommerfeld toisti sähkömagneettisessa spektrissä olevat kevyen hajoamisen kokeilut käyttämällä seuraavan sukupolven sähköoskooppeja siihen mennessä.

Tutkimuksistaan ​​Sommerfeld päätteli, että elektronin pysyvän kiertoradan sisältämä energia riippuu mainitun kiertoradan kuvaavan ellipsin puoliaksojen pituuksista.

Tämä riippuvuus annetaan osamäärän akselin pituuden ja ellipsin puolimajorisen akselin pituuden välillä, ja sen arvo on suhteellinen.

Siksi, kun elektroni muuttuu yhdestä energiamäärästä toiseen alempaan, eri kiertoradat voivat olla käytössä riippuen ellipsin puolimajorisen akselin pituudesta..

Lisäksi Sommerfeld havaitsi myös, että spektriviivat olivat auki. Selitys siitä, että tutkija on omistanut tämän ilmiön, oli kiertoradojen monipuolisuus, koska ne voivat olla joko elliptisiä tai pyöreitä.

Tällä tavoin Sommerfeld selitti, miksi ohuita spektrilinjoja arvostettiin spektroskoopilla tehdyn analyysin suorittamisessa.

postulaatit

Useita kuukausia kestäneen tutkimusten Coulombin laki ja Suhteellisuusteoria selittää puutteet Bohrin, Sommerfeld ilmoitti vuonna 1916 kaksi keskeistä muutoksia edellä malli:

- Elektronien kiertoradat voivat olla pyöreitä tai elliptisiä.

- Elektronit saavuttavat relativistiset nopeudet; eli arvot, jotka ovat lähellä valon nopeutta.

Sommerfeld määritteli kaksi kvanttimuuttujaa, jotka mahdollistavat kummankin atomin kiertoradan ja kiertoradan muodon kuvaamisen. Nämä ovat:

Pää kvanttiluku "n"

Määritä elektronin kuvaaman ellipsin puolimajorinen akseli.

Toissijainen kvanttiluku "I"

Määritä elektronin kuvaaman ellipsin vähäinen puoliakseli.

Tämä viimeinen arvo, joka tunnetaan myös nimellä azimutaalinen kvanttiluku, nimettiin kirjaimella "I" ja saa arvot välillä 0 - n-1, jossa n on atomin pää kvanttiluku.

Asimuuttisen kvanttiluvun arvosta riippuen Sommerfeld osoitti eri kiertoratojen nimityksiä seuraavasti:

- l = 0 → S orbitaalit.

- l = 1 → pääkiertoradan orbitaali p.

- l = 2 → hajakuorman kiertoradalla d.

- I = 3 → peruselementin orbitaali f.

Lisäksi Sommerfeld osoitti, että atomien ydin ei ollut staattinen. Hänen ehdottamansa mallin mukaan sekä ydin että elektronit liikkuvat atomin massakeskuksen ympäri.

rajoituksia

Sommerfeldin atomimallin tärkeimmät puutteet ovat seuraavat:

- Oletus, että kulmamomentti kvantisoidaan massan tuotoksena nopeuden ja liikkeen säteen avulla, on väärä. Kulman momentti riippuu elektronin aallon luonteesta.

- Malli ei määritä, mikä laukaisee elektronin hyppäämisen yhdestä kiertoradasta toiseen, eikä se voi myöskään kuvata järjestelmän käyttäytymistä elektronin siirtymisen aikana vakaan kiertoradan välillä.

- Mallin ohjeiden mukaan on mahdotonta tietää spektrin emissiotaajuuksien intensiteettiä.

viittaukset

1. Bathia, L. (2017). Sommerfeldin atomimalli. Haettu osoitteesta: chemistryonline.guru.
2. Selitä yksityiskohtaisesti, miten Sommerfeld laajensi Bohr-teoriaa (s.f.). Haettu osoitteesta: thebigger.com
3. Méndez, A. (2010). Sommerfeldin atomimalli. Haettu osoitteesta: quimica.laguia2000.com
4. Bohr-Sommerfeldin atomi-malli (s.f.). IES Magdalena. Avilés, Espanja. Haettu osoitteesta: fisquiweb.es
5. Parker, P. (2001). Bohr-Sommerfeldin atomimalli. Project Physnet. Michigan State University. Michigan, USA Haettu osoitteesta physnet.org