ボーアの原子モデルは、負に帯電した電子が原子核内で正に帯電した陽子の周りを周回していることを説明しています。エネルギー準位は、電子がどのように移動するかを決定します。ボーアは、電子が特定の半径の軌道を移動すると仮定しました。後にヴェルナー・ハイゼンベルクの不確定性原理が誤りであることが証明されました。ボーアのモデルは、ゼーマンとスタークの効果とも一致しません。
ボーアの原子モデルに関する事実
- この原子モデルは、1913 年に物理学者のニールス ボーアによって与えられました。
- ボーアのモデルは、物理学の古典法則と放射線の量子論を使用して導出されます。
- 原子構造に関する新しい視点を提供します。
- 原子の安定性について説明しています。
- 電子が原子核の周りを移動/周回していると述べています。
- 軌道は量子シェルです。最初のシェルは 1s2 として表されます。 2 番目のシェルは 2s2、2p6 と指定されています。
- 電子は、ある軌道から別の軌道にジャンプできます。軌道から離れるときにエネルギーを放出し、軌道に入るときにエネルギーを吸収します。
- ボーアのモデルは、量子論と原子価殻理論を説明しています。
- 水素のスペクトル線の形成についても説明しています。
ボーアのモデルの問題
- ボーアのモデルは、他の原子におけるスペクトル線の形成を説明しています。水素のみに限定されます。異なる元素はより大きな原子であるため、複数の電子を含んでいます。それらは電子相関効果を受けません。
- ボーアの理論は、楕円軌道ではなく球軌道を説明します。
- ボーアのモデルでは、ゼーマン効果とシュタルク効果を説明できません。
- スペクトル線の強度を説明することはできません.
- このモデルは、電子が波と粒子である可能性を示した後の発見と一致しません。
- 原子の 3D モデルを説明できない
- 分子の形を説明することはできません。
ボーアの原子モデルの使用
- ボーアの原子モデルは、原子がどのように安定するかを説明しています。電子は軌道を離れない限りエネルギーを失いません。
- また、エネルギーが電子 (熱または電気) を通過するときに形成される水素の線スペクトルについても説明します。
- 電子は励起され、軌道からより高いエネルギー レベルにジャンプします。エネルギーが使い果たされると、興奮しなくなるため、より低いエネルギーレベルに戻ります。
- 電子がジャンプすると、エネルギーが光子の形で放出されます。各光子は、スペクトルに線として現れる波長を描きます。
ボーアのモデルを描く手順
<オール>これは水素原子の例です。電子 1 個、陽子 1 個、中性子 0 個です。
ボーアのモデルの利点
- ボーアの原子式は、バルマーの式を説明するのに役立ちます。
- 軌道間の違いは光エネルギーによるものであることを示しています。
- ボーアのモデルは、定数である比例 R の値を説明しています。
- ボーアのモデルは、水素以外の単一電子系にも使用できます。以下にいくつかの例を示します:
同位体
同位体は、中性子の数は異なりますが、陽子の数は同じ原子です。このため、それらの質量数も異なります。各同位体には独自の特性があります。同じ元素の 2 つの同位体の違いは、一方は末期疾患を治すことができ、他方はその原因となる可能性があるということです。
一部の同位体は放射性であり、非常に速く崩壊します。まったく崩壊しない、または非常にゆっくりと崩壊する安定同位体もあります。
いくつかの一般的な同位体とその用途
- リン 32 (32P):このリンの同位体は、目や皮膚のがんの検出に使用されます。
- 鉄 (59Fe):鉄同位体は貧血の診断に使用されます。
- コバルト 60 (60Co):このコバルトの同位体は、腫瘍のガンマ線照射に使用されます。
- ヨウ素 (131I):このヨウ素の同位体は、甲状腺感染症の診断と治療に使用されます。
- 金 (198Au):この金の同位体は、肝疾患の診断に使用されます。
結論
- ボーアのモデルは、電子を 1 つしか持たない原子のスペクトルを示しています。
- ボーアのモデルは、電子が一定のエネルギー準位で原子核の周りを回転することを示しています。核から離れた軌道は、核に近い軌道よりもエネルギーレベルが高くなります。
- 電子がより低いエネルギー レベルにジャンプすると、光の形でエネルギーを放出します。
- ボーアの公式における電子の電荷は、殻の 4 乗です。電子のエネルギーは、その軌道の大きさに関係しています。
- 軌道が小さいほど、電子のエネルギーは低くなります。同様に、軌道が大きいほど、電子のエネルギーは高くなります。
