Pay:
Sommerfeld'in Atomik Modeli, Karakteristikleri, Duruşları ve Sınırlamaları
Sommerfeld'in atom modeli Elektronların davranışlarının atom içindeki farklı enerji seviyelerinin varlığı ile açıklandığı Bohr modelinin geliştirilmiş bir versiyonudur. Arnold Sommerfeld, 1916'da Einstein'ın görelilik teorisini uygulayarak bu modelin sınırlarını açıklayan önerisini yayınladı..
Üstün Alman fizikçi bazı atomlarda elektronların ışık hızına yakın hızlara ulaştığını buldu. Bunun ışığında, analizini görecelik teorisine dayandırmayı seçti. Bu karar, o zamana kadar tartışmalıydı, çünkü görelilik teorisi o zamana kadar bilim dünyasında henüz kabul edilmemişti..
Bu şekilde, Sommerfeld zamanın bilimsel prensiplerine meydan okudu ve atomik modellemeye farklı bir yaklaşım getirdi.
indeks
- 1 özellikleri
- 1.1 Bohr atom modelinin sınırlamaları
- 1.2 Sommerfeld'in katkısı
- 2 Deneme
- 3 varsayımlar
- 3.1 Asıl kuantum sayısı "n"
- 3.2 İkincil kuantum numarası "I"
- 4 Sınırlamalar
- 5 Kaynakça
özellikleri
Bohr atom modelinin sınırlamaları
Sommerfeld'in atom modeli, Bohr atom modelinin eksikliklerini mükemmelleştirmek için ortaya çıkıyor. Bu modelin önerileri, geniş vuruşlarla aşağıdaki gibidir:
- Elektronlar çekirdeğin etrafındaki, enerji yaymadan çekirdek yörüngeleri tanımlar.
- Bütün yörüngeler mümkün değildi. Elektronun açısal momentumu belirli özellikleri karşılayan yalnızca yörüngeler etkindir. Bir parçacığın açısal momentumunun dönüşün merkezine göre tüm büyüklüklerinin (hız, kütle ve mesafe) bir özetine bağlı olduğuna dikkat etmek önemlidir..
- Bir elektron bir yörüngeden diğerine indiğinde açığa çıkan enerji, ışık enerjisi şeklinde yayılır (foton).
Bohr'un atom modeli, hidrojen atomunun davranışını mükemmel bir şekilde tanımlasa da, postülatları diğer element tiplerine kopyalanamazdı..
Hidrojen dışındaki elementlerin atomlarından elde edilen spektrumları analiz ederken, aynı enerji seviyesinde bulunan elektronların farklı enerjiler içerebileceği tespit edildi..
Bu nedenle, modelin her biri, klasik fizik perspektifinden reddedildi. Aşağıdaki listede, önceki numaralamaya göre, modelle çelişen teoriler detaylı olarak verilmiştir:
- Maxwell'in elektromanyetik yasalarına göre, belirli bir ivmeye maruz kalan tüm yükler, elektromanyetik radyasyon formunda enerji yayar.
- Klasik fiziğin konumu göz önüne alındığında, bir elektronun çekirdekten herhangi bir mesafede serbest bir şekilde yörüngeye çıkamaması düşünülemezdi..
- O zamana kadar, bilim topluluğunun ışığın dalga doğası hakkında kesin bir inanç vardı ve kendini bir parçacık olarak sunma fikri o zamana kadar düşünülmemişti..
Sommerfeld'in katkısı
Arnold Sommerfeld, elektronlar arasındaki enerji farkının - aynı enerji seviyesinde olsalar bile - her seviyedeki enerji alt seviyelerinin varlığından kaynaklandığı sonucuna vardı..
Sommerfeld, bir elektronun mesafenin karesiyle ters orantılı bir kuvvete maruz kalması durumunda, tarif edilen yolun eliptik olması ve kesinlikle dairesel olmaması gerektiğini belirtmek için Coulomb Yasası'na dayandı..
Ayrıca, elektronlara farklı bir tedavi vermek ve davranışlarını bu temel parçacıkların ulaştığı hızlara dayanarak değerlendirmek için Einstein'ın görelilik teorisine dayanıyordu..
deney
Atom teorisinin analizi için yüksek çözünürlüklü spektroskopların kullanılması, Niels Bohr'un tespit edemediği ve kendisi tarafından önerilen modelin bir çözüm sağlamadığı çok ince spektral çizgilerin varlığını ortaya koydu..
Bunun ışığında Sommerfeld, o zamana kadar yeni nesil elektroskopları kullanarak elektromanyetik spektrumunda ışık ayrıştırma deneylerini tekrarladı..
Sommerfeld, yaptığı araştırmalardan, elektronun durağan yörüngesinde yer alan enerjinin, söz konusu yörüngeyi tanımlayan elipsin yarı uzunluklarının uzunluğuna bağlı olduğunu tespit etti..
Bu bağımlılık, semimajör ekseninin uzunluğu ile elipsin semimajörünün uzunluğu arasında var olan bölüm tarafından verilir ve değeri görecelidir..
Bu nedenle, bir elektron bir enerji seviyesinden diğer bir alt seviyeye değiştiğinde, elipsin semimaj ekseni uzunluğuna bağlı olarak farklı yörüngeler etkinleştirilebilir..
Ek olarak, Sommerfeld ayrıca spektral çizgilerin açıldığını gözlemledi. Bilim adamının bu fenomene atfettiği açıklama yörüngelerin çok yönlülüğü idi, çünkü bunlar eliptik ya da dairesel olabilirdi.
Bu şekilde, Sommerfeld, spektroskop ile analiz yapılırken neden ince spektral çizgilerin değerlendirildiğini açıkladı..
postülatlar
Boulomb yasasını ve Bohr modelinin eksikliklerini açıklamak için görelilik teorisini uygulayan birkaç aylık çalışmaların ardından, 1916'da Sommerfeld, söz konusu modelde iki temel değişiklik yaptı:
- Elektronların yörüngeleri dairesel veya eliptik olabilir.
- Elektronlar göreceli hızlara ulaşır; yani, ışık hızına yakın değerler.
Sommerfeld, her atom için yörünge açısal momentumunu ve yörünge şeklini tanımlamaya izin veren iki kuantum değişkenini tanımladı. Bunlar:
Ana kuantum numarası "n"
Elektron tarafından açıklanan elipsin yarı eksen eksenini ölçmek.
İkincil kuantum numarası "I"
Elektron tarafından açıklanan elipsin küçük yarıçaplarını nicel olarak ölçün..
Azimut kuantum sayısı olarak da bilinen bu son değer, "I" harfiyle belirtildi ve 0'dan n-1'e kadar olan değerleri aldı; burada n, atomun ana kuantum numarasıdır..
Azimuthal kuantum sayısının değerine bağlı olarak Sommerfeld, aşağıda ayrıntıları verilen yörüngeler için farklı mezhepler atadı:
- l = 0 → S orbitalleri.
- l = 1 → ana yörünge yörünge p.
- l = 2 → yaygın orbital orbital d.
- I = 3 → temel orbital orbital f.
Ayrıca, Sommerfeld, atomların çekirdeğinin statik olmadığını belirtti. Onun tarafından önerilen modele göre, hem çekirdek hem de elektronlar atomun kütle merkezi çevresinde hareket ediyor.
sınırlamaları
Sommerfeld'in atom modelinin ana eksiklikleri şunlardır:
- Açısal momentumun, hız ve hareket yarıçapı ile kütlenin bir ürünü olarak nicelendirildiği varsayımı yanlıştır. Açısal momentum, elektron dalgasının doğasına bağlıdır.
- Model, bir elektronun bir yörüngeden diğerine atlamasını neyin tetikleyeceğini belirtmez, ayrıca elektronun kararlı yörüngeler arasında geçişi sırasında sistemin davranışını tanımlayamaz..
- Modelin ilkeleri altında, spektral emisyon frekanslarının yoğunluğunu bilmek imkansızdır..
referanslar
- Bathia, L. (2017). Sommerfeld atom modeli. Alınan kaynak: chemistryonline.guru.
- Sommerfeld'in Bohr Teorisini nasıl genişlettiğini ayrıntılı olarak açıklayın. Alınan: thebigger.com
- Méndez, A. (2010). Sommerfeld'in atom modeli. Alınan kaynak: quimica.laguia2000.com
- Bohr-Sommerfeld'in atom modeli (s.f.). IES, Magdalena. Avilés, İspanya. Alınan: fisquiweb.es
- Parker, P. (2001). Atomun Bohr-Sommerfeld modeli. Proje Fiziği. Michigan Eyalet Üniversitesi. Michigan, ABD Alınan: physnet.org