Sự khác biệt chính - Bohr vs Mô hình lượng tử
Mô hình Bohr và mô hình lượng tử là những mô hình giải thích cấu trúc của nguyên tử. Mô hình Bohr còn được gọi là mô hình Rutherford-Bohr vì nó là một sửa đổi của mô hình Rutherford. Mô hình Bohr do Niels Bohr đề xuất năm 1915. Mô hình lượng tử là mô hình hiện đại của nguyên tử. Sự khác biệt chính giữa mô hình Bohr và mô hình lượng tử là mô hình Bohr nói rằng các electron hoạt động như các hạt trong khi mô hình lượng tử giải thích rằng electron có cả hành vi hạt và sóng.
Mô hình Bohr là gì?
Như đã đề cập ở trên, mô hình Bohr là một sửa đổi của mô hình Rutherford vì mô hình Bohr giải thích cấu trúc của nguyên tử bao gồm một hạt nhân được bao quanh bởi các electron. Nhưng mô hình Bohr tiên tiến hơn mô hình Rutherford vì nó nói rằng, các electron luôn chuyển động trong các lớp vỏ hoặc quỹ đạo cụ thể xung quanh hạt nhân. Điều này cũng nói lên rằng những lớp vỏ này có năng lượng khác nhau và có dạng hình cầu. Điều đó được gợi ý bởi các quan sát về quang phổ vạch của nguyên tử hydro.
Do sự hiện diện của các vạch riêng biệt trong quang phổ vạch, Bohr nói rằng các obitan của nguyên tử có năng lượng cố định và các electron có thể nhảy từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác phát ra hoặc hấp thụ năng lượng, dẫn đến một vạch trong quang phổ vạch.
Định đề chính của Mô hình Bohr
- Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân theo các quỹ đạo hình cầu có kích thước và năng lượng cố định.
- Mỗi quỹ đạo có bán kính khác nhau và được đặt tên từ hạt nhân ra bên ngoài là n=1, 2, 3, v.v. hoặc n=K, L, M, v.v. trong đó n là số mức năng lượng cố định.
- Năng lượng của quỹ đạo liên quan đến kích thước của nó.
- Quỹ đạo nhỏ nhất có năng lượng thấp nhất. Nguyên tử hoàn toàn ổn định khi các electron ở mức năng lượng thấp nhất.
- Khi một electron chuyển động trong một quỹ đạo nhất định, năng lượng của electron đó không đổi.
- Các electron có thể di chuyển từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác bằng cách hấp thụ hoặc giải phóng năng lượng.
-
Chuyển động này gây ra bức xạ.
Mô hìnhBohr hoàn toàn phù hợp với nguyên tử hydro có một electron độc thân và một hạt nhân nhỏ mang điện tích dương. Ngoài ra, Bohr còn sử dụng hằng số Plank để tính năng lượng của các mức năng lượng của nguyên tử.
Hình 01: Mô hình Bohr cho Hydrogen
Nhưng có một vài nhược điểm của mô hình Bohr khi giải thích cấu trúc nguyên tử của các nguyên tử khác với Hydro.
Hạn chế của Mô hình Bohr
- Mô hình Bohr không thể giải thích hiệu ứng Zeeman (ảnh hưởng của từ trường lên phổ nguyên tử).
- Nó không thể giải thích hiệu ứng Stark (ảnh hưởng của điện trường lên quang phổ nguyên tử).
- Mô hìnhBohr không giải thích được quang phổ nguyên tử của các nguyên tử lớn hơn.
Mô hình lượng tử là gì?
Mặc dù mô hình lượng tử khó hiểu hơn nhiều so với mô hình Bohr, nhưng nó giải thích chính xác những quan sát liên quan đến các nguyên tử lớn hoặc phức tạp. Mô hình lượng tử này dựa trên lý thuyết lượng tử. Theo lý thuyết lượng tử, một electron có lưỡng tính sóng hạt và không thể xác định được vị trí chính xác của electron (nguyên lý bất định). Do đó, mô hình này chủ yếu dựa trên xác suất của một electron nằm ở bất kỳ vị trí nào trong quỹ đạo. Nó cũng nói rằng các obitan không phải lúc nào cũng là hình cầu. Các quỹ đạo có hình dạng cụ thể cho các mức năng lượng khác nhau và là cấu trúc 3D.
Theo mô hình lượng tử, một electron có thể được đặt tên bằng cách sử dụng các số lượng tử. Bốn loại số lượng tử được sử dụng trong điều này;
- Số lượng tử nguyên lý, n
- Số lượng tử động lượng góc, I
- Số lượng tử từ tính, ml
- Spin số lượng tử, ms
Số lượng tử nguyên tắc giải thích khoảng cách trung bình của quỹ đạo từ hạt nhân và mức năng lượng. Số lượng tử mômen động lượng giải thích hình dạng của quỹ đạo. Số lượng tử từ mô tả sự định hướng của các obitan trong không gian. Số lượng tử spin cho biết sự quay của một electron trong từ trường và các đặc tính sóng của electron.
Hình 2: Cấu trúc không gian của các obitan nguyên tử.
Sự khác biệt giữa Bohr và Mô hình lượng tử là gì?
Bohr vs Mô hình lượng tử |
|
| Mô hìnhBohr là một mô hình nguyên tử do Niels Bohr (năm 1915) đề xuất để giải thích cấu trúc của nguyên tử. | Mô hình lượng tử là một mô hình nguyên tử được coi là mô hình nguyên tử hiện đại để giải thích chính xác cấu trúc của một nguyên tử. |
| Hành vi của các Electron | |
| Mô hình Bohr giải thích hành vi hạt của một electron. | Mô hình lượng tử giải thích tính lưỡng tính sóng-hạt của một electron. |
| Ứng dụng | |
| Mô hình Bohr có thể được áp dụng cho nguyên tử hydro nhưng không áp dụng cho các nguyên tử lớn. | Mô hình lượng tử có thể được sử dụng cho bất kỳ nguyên tử nào, kể cả những nguyên tử nhỏ hơn và những nguyên tử lớn, phức tạp. |
| Hình dạng của Quỹ đạo | |
| Mô hình Bohr không mô tả hình dạng chính xác của mọi quỹ đạo. | Mô hình lượng tử mô tả tất cả các hình dạng có thể có mà một quỹ đạo có thể có. |
| Hiệu ứng điện từ | |
| Mô hình Bohr không giải thích Hiệu ứng Zeeman (hiệu ứng của từ trường) hoặc Hiệu ứng Stark (hiệu ứng của điện trường). | Mô hình lượng tử giải thích chính xác các hiệu ứng Zeeman và Stark. |
| Số lượng tử | |
| Mô hình Bohr không mô tả các số lượng tử khác với số lượng tử nguyên tắc. | Mô hình lượng tử mô tả tất cả bốn số lượng tử và các đặc tính của một electron. |
Tóm tắt - Bohr vs Mô hình lượng tử
Mặc dù một số mô hình nguyên tử khác nhau đã được các nhà khoa học đề xuất, nhưng mô hình đáng chú ý nhất là mô hình Bohr và mô hình lượng tử. Hai mô hình này có quan hệ mật thiết với nhau nhưng mô hình lượng tử chi tiết hơn nhiều so với mô hình Bohr. Theo mô hình Bohr, một điện tử hoạt động như một hạt trong khi mô hình lượng tử giải thích rằng điện tử có cả hành vi hạt và sóng. Đây là sự khác biệt chính giữa Bohr và mô hình lượng tử.
Tải xuống Phiên bản PDF của Mô hình Bohr vs Lượng tử
Bạn có thể tải xuống phiên bản PDF của bài viết này và sử dụng nó cho mục đích ngoại tuyến theo ghi chú trích dẫn. Vui lòng tải xuống phiên bản PDF tại đây Sự khác biệt giữa Mô hình Bohr và Lượng tử.
