몫:
소머 펠트 특성, 가정 및 한계의 원자력 모델
그 Sommerfeld의 원자 모델 는 전자의 거동이 원자 내에 서로 다른 에너지 준위의 존재로 설명되는 보어 (Bohr) 모델의 개선 된 버전입니다. Arnold Sommerfeld는 1916 년에 아인슈타인의 상대성 이론을 적용하여이 모델의 한계를 설명하는 그의 제안을 발표했다..
뛰어난 독일 물리학 자에 따르면 일부 원자에서는 전자가 빛의 속도에 가까운 속도에 도달했습니다. 이 점에 비추어 볼 때, 그는 상대주의 이론에 기초한 분석을 선택했다. 이 결정은 그 당시에는 과학 공동체에서 상대성 이론이 아직 받아 들여지지 않았기 때문에 당분간 논란의 여지가있었습니다..
이런 식으로, Sommerfeld는 당시의 과학적 교훈에 도전하면서 원자 모델링에 대한 다른 접근법을 취했습니다.
색인
- 1 특성
- 1.1 보어 원자 모델의 한계
- 1.2 Sommerfeld의 기여
- 2 실험
- 3 가정
- 3.1 주 양자 수 "n"
- 3.2 2 차 양자 수 "I"
- 4 제한 사항
- 5 참고
특징
보어 (Bohr) 원자 모델의 한계
Sommerfeld의 원자 모델은 Bohr 원자 모델의 결함을 완벽하게 나타냅니다. 이 모형의 명제는 다음과 같다.
- 전자는 에너지를 방출하지 않고 핵 주변의 원형 궤도를 묘사한다..
- 모든 궤도가 가능한 것은 아닙니다. 전자의 각운동량이 특정 특성을 만족하는 궤도 만 사용 가능합니다. 입자의 각운동량은 회전의 중심에 대한 모든 크기 (속도, 질량 및 거리)의 요약에 달려 있음을 주목할 필요가 있습니다.
- 전자가 한 궤도에서 다른 궤도로 내려갈 때 방출되는 에너지는 빛 에너지 (광자)의 형태로 방출됩니다..
Bohr의 원자 모형이 수소 원자의 거동을 완벽하게 기술했지만, 그 가정은 다른 유형의 원소들.
수소 이외의 원소의 원자에서 얻은 스펙트럼을 분석 할 때 동일한 에너지 준위에 위치한 전자가 서로 다른 에너지를 포함 할 수 있음이 감지되었습니다.
따라서 모델의 각베이스는 고전 물리학의 관점에서 재구성 가능했다. 다음 목록에는 이전 번호에 따라 모델과 모순되는 이론이 자세히 나와 있습니다.
- 맥스웰의 전자기 법칙에 따르면, 특정 가속도를받는 모든 요금은 전자기 복사의 형태로 에너지를 방출한다..
- 고전 물리학의 위치를 감안할 때, 전자가 핵으로부터 어떤 거리에서도 자유롭게 선회 할 수 없다는 것은 상상도 할 수 없었습니다.
- 그때까지, 과학 공동체는 빛의 파동 특성에 대해 확고한 확신을 가졌으며, 그 자체로 입자로 제시한다는 생각은 그때까지 고려되지 않았다..
Sommerfeld의 기여
Arnold Sommerfeld는 전자가 같은 에너지 준위에 있었음에도 불구하고 전자 간의 에너지 차이는 각 단계 내의 에너지 하위 단계의 존재에 기인한다고 결론 지었다.
Sommerfeld는 Coulomb의 법칙에 의존하여 전자가 거리의 제곱에 반비례하는 힘을받는다면, 설명 된 경로는 타원형이어야하며 엄격하게 원형이 아니어야한다고 기술하고있다.
또한 그것은 전자에 다른 처리법을 부여하는 아인슈타인의 상대성 이론에 기반을두고이 기본 입자가 도달하는 속도에 따라 행동을 평가합니다.
실험
원자 이론의 분석을위한 고분해능 분광기의 사용은 닐스 보어 (Niels Bohr)가 발견하지 못했던 매우 미세한 스펙트럼 선의 존재를 보여 주었고, 그에 의해 제안 된 모델은 해결책을 제시하지 못했다..
이러한 관점에서, Sommerfeld는 다음 세대의 전기 스코프를 사용하여 전자기 스펙트럼에서의 빛 분해 실험을 반복했다..
그의 조사에서 Sommerfeld는 전자의 고정 궤도에 포함 된 에너지는 궤도를 설명하는 타원의 반자동 길이에 달려 있다고 추론했다.
이 의존성은 반경의 길이와 타원의 반경의 길이 사이에 존재하는 몫에 의해 주어지며 그 값은 상대적입니다.
따라서 전자가 한 에너지 준위에서 다른 에너지 준위로 바뀔 때, 타원의 반경 축의 길이에 따라 다른 궤도가 활성화 될 수 있습니다..
또한 Sommerfeld는 스펙트럼 선이 펼쳐지는 것을 관찰했습니다. 과학자가이 현상에 기여한 이유는 궤도의 다목적 성이었다. 왜냐하면 이것들은 타원형 또는 원형 일 수 있기 때문이다..
이러한 방식으로, Sommerfeld는 분광기로 분석을 수행 할 때 얇은 스펙트럼 선이 이해되는 이유를 설명했습니다.
가정
Bohr 모델의 단점을 설명하기 위해 Coulomb 법칙과 상대성 이론을 적용한 몇 달 간의 연구 끝에 Sommerfeld는 1916 년 언급 된 모델에 대한 두 가지 기본적인 수정을 발표했습니다.
- 전자의 궤도는 원형 또는 타원형 일 수있다..
- 전자는 상대 론적 속도에 도달한다. 즉, 빛의 속도에 가까운 값.
Sommerfeld는 궤도 각운동량과 각 원자에 대한 궤도의 모양을 설명 할 수있는 두 개의 양자 변수를 정의했습니다. 이들은 :
주요 양자 수 "n"
전자에 의해 묘사 된 타원의 반원 축을 양자화하라..
2 차 양자 수 "I"
전자에 의해 묘사 된 타원의 부 세미 아치를 양자화하라..
azimuthal quantum number라고도하는이 마지막 값은 문자 "I"로 지정되고 0에서 n-1까지의 값을 얻습니다. 여기서 n은 원자의 주 양자 수입니다..
방위각 양자 수의 값에 따라, Sommerfeld는 아래에 설명 된 것처럼 궤도에 대해 다른 명칭을 할당했습니다.
- l = 0 → S orbitals.
- l = 1 → 주 궤도 궤도 p.
- l = 2 → 확산 궤도 궤도 d.
- I = 3 → 기본 궤도 궤도 f.
또한 Sommerfeld는 원자핵이 정적이 아니라는 것을 나타 냈습니다. 그에 의해 제안 된 모델에 따르면, 핵과 전자 모두 원자 질량 중심을 따라 움직인다..
제한 사항
Sommerfeld의 원자 모형의 주요 결함은 다음과 같다.
- 각운동량이 속도와 반경에 의해 질량의 곱으로 양자화된다는 가정은 거짓입니다. 각운동량은 전자파의 성질에 달려있다..
- 이 모델은 한 궤도에서 다른 궤도로 전자의 점프를 유발하는 요소를 지정하지 않으며 안정된 궤도 사이에서 전자가 전환되는 동안 시스템의 동작을 설명 할 수도 없습니다.
- 모델의 교훈에 따라, 스펙트럼 방출 주파수의 강도를 아는 것은 불가능하다..
참고 문헌
- Bathia, L. (2017). Sommerfeld 원자 모델. 원본 주소 'chemistryonline.guru'.
- Sommerfeld가 Bohr Theory (sf.)를 어떻게 확장했는지 자세히 설명하십시오. 원본 주소 'thebigger.com'
- Méndez, A. (2010). Sommerfeld의 원자력 모델. 원본 주소 'quimica.laguia2000.com'
- Bohr-Sommerfeld (s.f.)의 원자 모형. IES 막달레나. Avilés, 스페인. 원본 주소 'fisquiweb.es'
- Parker, P. (2001). Bohr-Sommerfeld 원자 모형. Project Physnet. 미시간 주립 대학교. 미시간, 미국 원본 주소 'physnet.org'