ボーアが正しくなったもの:
* 量子化されたエネルギーレベル: Bohrのモデルは、原子内の電子の離散エネルギーレベルを正常に説明しました。つまり、電子は間にある特定のエネルギーレベルでのみ存在することができます。これは、水素原子で観察されたスペクトル線を説明しました。
* 電子軌道: Bohrは、電子が軌道と呼ばれる特定の円形経路で核を周回することを提案しました。これらの軌道は後に完全に正確ではないことが証明されましたが、核の周りを移動する電子の概念は、将来のモデルの基礎を築きました。
* 基底状態と励起状態: Bohrは、電子が通常見られる最低のエネルギーレベルである基底状態を説明し、励起状態は、エネルギーを吸収することで電子が到達できるより高いエネルギーレベルを記述しました。この概念は、原子による光の吸収と放出を説明するのに役立ちました。
ボーアが間違ったものとそれがどのように洗練されたのか:
* 軌道: Bohrのモデルは、正確な円形軌道で動くことを電子に描写し、後に正しくないことが証明されました。後に開発された量子力学は、固定経路ではなく軌道と呼ばれる3次元確率雲に電子が存在することを示しました。
* 水素に限定: Bohrのモデルは、1つのプロトンと1つの電子のみを備えた最も単純な原子である水素でのみ機能しました。複数の電子を持つより複雑な原子のスペクトルを説明することができませんでした。
* スピンを無視: Bohrのモデルは、Spinと呼ばれる電子の固有の角運動量を考慮していませんでした。スピンは、磁気挙動に寄与する電子の基本的な特性です。
洗練された理論:
* 量子力学: ErwinSchrödinger、Werner Heisenbergなどによって開発された量子力学は、原子構造と電子の挙動のより正確な説明を提供しました。 Bohrの剛性軌道を確率雲(軌道)に置き換え、より厳格な方法でエネルギーレベルの量子化された性質を説明しました。
* Schrödingerの方程式: 量子力学に由来するこの方程式は、原子内の電子のエネルギーレベルと軌道を計算するための数学的枠組みを提供します。それは現代原子理論の基礎を形成します。
* 波粒子の二重性: ルイ・デ・ブログリーは、電子の波粒子の二重性を提案しました。これは、電子が波や粒子のように振る舞うことができることを意味します。この概念は、ボーアの剛性軌道モデルにさらに挑戦し、量子力学に組み込まれました。
結論:
ボーアの原子理論は、原子の理解における重要な足がかりでした。量子化されたエネルギーレベルと電子軌道の概念を導入し、さらなる開発の基礎を提供しました。ただし、より複雑な原子や剛性軌道の概念を説明できないなど、モデルの制限は、量子力学のような後の理論によって対処され、原子構造のより正確で包括的な画像につながりました。