Atommodell

[/ caption] Das am weitesten verbreitete Atommodell ist das von Niels Bohr. Dieses Modell des Atoms zeigt einen kleinen, positiv geladenen Kern, der von Elektronen umgeben ist, die sich in kreisförmigen Bahnen um den Kern bewegen, ähnlich wie die Planeten, die sich um die Sonne bewegen, aber die elektrostatischen Kräfte ziehen das Produkt anstelle der Schwerkraft an. Der Haupterfolg des Modells bestand in der Erklärung der Rydberg-Formel für die spektralen Emissionslinien von atomarem Wasserstoff. Es handelt sich im Grunde genommen um eine Modifikation des für quantenphysikalische Zwecke verwendeten Rutherford-Modells.

Das Bohr-Modell war eine Verbesserung gegenüber älteren Atommodellen, wurde aber auch durch laufende wissenschaftliche Forschung überholt. Obwohl es als veraltet angesehen wird, wird es immer noch als Einführung in die Quantenmechanik und in naturwissenschaftlichen Klassen der frühen Sekundarstufe unterrichtet. Sobald die Schüler in ihrem Verständnis weit genug fortgeschritten sind, werden sie in das genauere Valenzschalenatom eingeführt. Irgendwann in der Zukunft könnte sich herausstellen, dass dieses Modell des Atoms in seinem Umfang zu starr ist.

Das Bohr-Modell basiert auf der Rutherford-Theorie. Rutherford schlug vor, dass Elektronen den Kern umkreisen, ähnlich wie ein Planet um die Sonne. Der Nachteil der Theorie war, dass Elektronen basierend auf seiner Theorie ihre Ladung emittieren (verlieren) und sich in den Kern drehen würden, wodurch alle Atome instabil würden. Bohr schlug mehrere Änderungen an diesem Modell vor: Elektronen können sich nur in bestimmten Umlaufbahnen in bestimmten Abständen vom Kern mit bestimmten Energien fortbewegen, Elektronen verlieren auf ihrem Weg nicht kontinuierlich Energie. Sie können nur Energie gewinnen und verlieren, indem sie von einer erlaubten Umlaufbahn zur anderen springen, elektromagnetische Strahlung mit einer Frequenz absorbieren oder emittieren, die durch die Energiedifferenz der Pegel gemäß der Planck-Beziehung bestimmt wird, und die Frequenz der auf einer Umlaufbahn emittierten Strahlung beträgt der Kehrwert der klassischen Umlaufzeit. Dieses Modell ist in einigen Punkten eingeschränkt, ermöglicht es jedoch der klassischen Mechanik, viele Dinge zu erklären, während Quantenregeln berücksichtigt werden.

Das Bohr-Modell stößt auf Probleme mit schwereren Atomen. Weitere Mängel des Modells sind: Gibt einen falschen Wert für den Umlaufdrehimpuls im Grundzustand an, erklärt einen Großteil der Spektren größerer Atome nicht und das Modell verstößt auch gegen das Unsicherheitsprinzip, da Elektronen bekannte Umlaufbahnen haben und einen Radius bestimmen . Diese beiden Dinge können nicht gleichzeitig direkt bekannt sein.

Hier ist eine gute Tinte über das Bohr-Atommodell. Hier im Space Magazine haben wir einige großartige Artikel zu diesem Thema: Einer handelt vom Bohr-Modell und der andere von Dr. Bohr selbst. Astronomy Cast bietet eine gute Folge darüber, wie sich Moleküle im Weltraum verhalten.

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