الطالبة: شهد سالم المرواني
افتراضي نظرية بور لذرة الهيدروجين
نظرية بور لذرة الهيدروجين:
في عام 1913 قام العالم الدانمركي نيلز بور بتطوير نظرية دمجت أفكار كل من بلانك واينشتاين أكسبته جائزة نوبل عام 1922 وتعد نظريته أول نظرية وضعت لتفسير التركيب الالكتروني لذرة الهيدروجين كما أفادت في تفسير طيف هذه الذرة. ونظرا لبساطة تركيبها المكونة من بروتون واحد وإلكترون تم البدء بدراسة الضوء المنبعث منها عند تهيجها.
واتفق نموذج بور مع نموذج رذرفورد في مبدأ وجود نواة موجبة الشحنة عالية الكثافة للذرة، وأن الإلكترون يدور حول النواة إلا أن النموذجين يختلفان في فهم طبيعة هذا الدوران، فنموذج رذرفورد عجز عن تفسير حقيقتين وهما
1- ثبات الذرة 2- الطيف الخطي للذرة
لذا نرى أن بور بنى نظريته على الآتي
- استفاد من نتائج تجارب الطيف الذري للهيدروجين.
- استفاد من فكرة بلانك في التعبير عن الطاقة بواسطة لغة الكم.
- أن الكترونات الذرات لا تسقط في النواة (الذرة غير قابله للفناء تلقائيا).
- كذلك أطياف الذرات ليست متصلة وإنما تظهر بشكل خطوط عند تحليلها بواسطة المطياف.
- فرضية رذرفورد صحيحة وأن الالكترونات تدور حول النواة في نظام مشابه للنظام الشمسي.
لذا يرى بور:
1- أن إلكترون الذرة يمكنه أن يتواجد في مستوى واحد فقط من مستويات محددة (مكماه) من الطاقة.
2- طاقة الالكترون هي التي تحدد مستوى تواجده ولا يتواجد الإلكترون أبدا بين المستويات.
وقد سمى بور هذه المستويات بالمدارات، حيث إن المدارات المختلفة في الذرة الواحدة تكون مختلفة عن بعضها في طاقتها وفي قربها من النواة وفي سعتها من الإلكترونات.
لذا يعتبر المدار كأنه قشرة كروية ذات سمك متناهي الدقة وقطر محدد.
ثم صاغ بور هذه الأفكار في نموذج جديد سمي بنموذج بور للذرة ومن أهم بنوده.
بنود نظرية بور:
1- توجد الالكترونات في مستويات متعددة داخل الذرة تسمى مستويات الطاقة.
2- هذه الالكترونات لا تشع طاقه ولا تمتصها ما دامت تدور في المستوى الموجودة فيه ولا تغيره.
3- يمكن أن ترتفع الالكترونات إلى مستويات طاقه أعلى بامتصاص كميات ثابتة من الطاقة تساوي الفرق بين طاقتي المستويين اللذين ستنتقل بينهما وذلك عند تعريض الذرة لطاقه فتصبح الذرة مهيجة.
4- عندما يعود الالكترون مرة أخرى إلى مستوى طاقة أقل من مستوى الطاقة الموجود فيه فانه يفقد جزءا محددا من طاقته وينطلق على شكل ضوء له تردد معين يظهر في صورة طيف خطي وبذلك يعد كل خط طيفي مميزا لانتقال الكتروني من مستوى إلى آخر أقل منه طاقة.
من مميزات نظرية بور
1- نجح نموذج بور في تفسير ثبات الذرة والصفة الخطية لطيف ذرة الهيدروجين إضافة إلى حساب مقدار طاقة كل من خطوط الطيف.
2- كانت نتائج الحسابات النظرية لطيف ذرة الهيدروجين متفقا تماما مع نتائج التجارب العملية.
3- فسرت النظرية المواقع التي تتخذها الخطوط الطيفية لذرة الهيدروجين.
4- إضافة إلى ذرة الهيدروجين نجح بور في فهم بنية الأيونات الأخرى وحيدة الإلكترون مثل ولتفسير اختلاف أطوال الأمواج في أطياف هذه الأيونات كان لا بد من إحداث تعديلات طفيفة على معادلة بور بحيث تأخذ في الحسبان وجود شحنة أكبر للنواه مما يؤدي إلى اختلاف مستويات الطاقة مقارنة بذرة الهيدروجين.
من عيوب نظرية بور/ أوجه القصور في نظرية بور:
1- لم تستطع تفسير الأطياف الخطية للذرات عديدة الالكترونات حيث أن أطياف هذه العناصر تتكون من خطوط صعبة التمييز لتداخل بعضها في بعض بطريقة معقدة" كذلك فشل في حساب مستويات الطاقة فيها.
2- لم تستطع تفسير وضوح خط عن آخر في نفس طيف ذرة الهيدروجين.
3- كذلك اعتبر المدار على أنه مسار دائري بالرغم من إدخال أعداد كم ثانوية، ولم تفسر اختلاف سمك الخطوط رغم أنها فسرت مواقع هذه الخطوط.
4- في تفسيراته ركز على صفات الالكترون كجسيم وأهمل الطبيعة الموجية له، كذلك أثبتت الدراسات عدم القدرة على تحديد مكان وسرعة الإلكترون في نفس اللحظة.
تعليقات
إرسال تعليق