يقتصر طيف الذرة على ألوان معينة لأن هيكلها المنظم يسمح لإلكتروناتها فقط بتحولات طاقة معينة – وبالتالي ترددات معينة من الضوء. الآن، إذا كانت ذرة الهيدروجين تحتوي فقط على إلكترون واحد، فلماذا يتكون طيفها من ألوان متعددة؟ حسنًا، هذا لأن الغاز يتكون من ملايين ومليارات من الذرات مع إلكترونات مثارة إلى مدارات مختلفة أعلى أو أقل من تلك القريبة. لذلك، كان هذا نموذج بور – نموذج كوكبي حيث توجد الإلكترونات في مدارات نشطة بشكل منفصل. تشع الذرة فوتونًا عندما يقفز إلكترون مثار لأسفل من مدار أعلى إلى مدار منخفض. سيكون الفرق بين طاقات تلك المدارات مساويًا لطاقة الفوتون. اعلانات جوجل قصور نموذج بور لسوء الحظ، يمكن لنموذج بور أن يشرح فقط سلوك نظام تدور فيه نقطتان مشحونتان حول بعضهما البعض. هذا يعني ذرة الهيدروجين على وجه الخصوص. كما تضمنت الهيليوم المتأين (يحتوي الهيليوم على إلكترونين، لذا فإن التأين سيصادر إلكترونًا واحدًا، تاركًا إلكترونًا واحدًا فقط) أو الليثيوم المزدوج المتأين (يحتوي الليثيوم على ثلاث إلكترونات). لم تستطع نظريته تفسير سلوك أي ذرة أخرى باستثناء الهيدروجين. اعلانات جوجل يمكن لنموذج بور أن يشرح سلوك النظام حيث تدور نقطتان مشحونتان حول بعضهما البعض.
نموذج بور للذرة - أنا أصدق العلم
أيضاً الجسم المتحرك في دائرة يخضع لتسارع ثابت بسبب قوة الجاذبية. وإضافة على ذلك تعلمنا النظرية الكهرومغناطيسية أن الجسيم المشحون المتسارع يصدر إشعاعاً على شكل موجات كهرومغناطيسية. لذلك يجب أن تنخفض طاقة مثل هذا الإلكترون باستمرار ويجب أن ينهار الإلكترون في النواة. هذا من شأنه أن يجعل الذرة غير مستقرة. تنص النظرية الكهرومغناطيسية الكلاسيكية أيضاً على أن تردد الموجات الكهرومغناطيسية المنبعثة من إلكترون متسارع يساوي تردد الدوران. هذا يعني أنه عندما تدور الإلكترونات نحو الداخل فإنها ستصدر موجات كهرومغناطيسية ذات ترددات متغيرة. بعبارة أخرى سيصدر طيفاً مستمراً. ومع ذلك تخبرنا الملاحظة الفعلية أن الإلكترون يصدر طيفاً خطياً. نموذج بور للذرات الأثقل: تحتوي الذرات الأثقل على عدد من البروتونات في النواة أكثر من ذرة الهيدروجين. كان يلزم المزيد من الإلكترونات لإلغاء الشحنة الموجبة لجميع هذه البروتونات. يعتقد بور أن كل مدار إلكترون يمكن أن يحتوي فقط على عدد محدد من الإلكترونات. بمجرد امتلاء المستوى سترتفع الإلكترونات الإضافية إلى المستوى التالي. وهكذا وصف نموذج بور للذرات الثقيلة غلاف الإلكترون. شرح النموذج بعض الخصائص الذرية للذرات الأثقل والتي لم يتم إنتاجها من قبل.
تعرف على بحث عن نموذج بور الذري
وفي 29 فبراير 1936 ، نشرت مجلة نيتشر نموذج "وعاء الكريات" لنيلز بور لشرح تأثير قصف الجسيمات على نواة (Vol. 137, p. 344). فقد علـَّق على مقالة في ساينس (20 أغسطس 1937، p. 161) شارحاً أنه "لفهم السمات النمطية للتحورات النووية التي يبدأها ارتطام جسيمات المادة... فالنموذج الميكانيكي البسيط الذي يمثل تلك السمات للتصادمات النووية هو... وعاء بسيط ضحل بعدد من كرات البلياردو فيه. إذا كان الوعاء خالياً، فإن الكرة المرسلة فيه ستغوص فيه حتى القاع وستعبر إلى الطرف المقابل بطاقتها الأصلية. إلا أنه حين يكون هناك كرات أخرى في الوعاء، ففي ذلك الوقت فإن الكرة الآتية أخيراً لن تتمكن من المرور بحـُرية بل ستـُقـَسـِّم طاقتها، أولاً مع أحد الكرات الأخرى، ثم ستتقاسم تلكما الكرتين طاقتيهما... مقسمة بين كل الكرات. إستنتاج مستويات الطاقة الإلكترونية للهيدروجين [ تحرير | عدل المصدر]
نموذج بور دقيق فقط لنظام يحتوى على إلكترون واحد فقط مثل ذرة الهيدروجين أو الأيون الأحادى للهيليوم. وسيتم إستخدام نموذج بور لإستنتاج مستويات الطاقة للهيدروجين. وسنقوم بالبدء بالثلاث فروض السهلة:
1- كل الجسيمات لها طبيعة موجية ، والطول الموجي للإلكترون ، يتناسب مع سرعته v كالتالي:
حيث ، h هى ثابت بلانك ، هى كتلة الإلكترون.
ملاحظة: في عام 1811م عمل أميديو أفوغادرو على تصحيح أحد مشاكل نظرية دالتون، وهي عدم القدرة على تقدير الكتل الذرية للعناصر بدقة، حيث وجد أنه عند وضع غازات بحجوم متساوية تحت نفس درجة الحرارة والضغط فإن جميع الغازات مهما كان نوعها سيحتوي على العدد نفسه من الجزيئات. [٢]
نموذج طومسون ورذرفورد للذرّة
وفيما يأتي تفصيل لنموذج طومسون ورذرفورد للذرّة:
اكتشاف طومسون
في عام 1897م استطاع الفيزيائي جون طومسون اكتشاف الإلكترون الذي يعتبر أحد مكونات الذرة وشحنته سالبة، وأدّى هذا الاكتشاف إلى زوال الاعتقاد السائد آنذاك بأن الذرة غير قابلة للتجزئة، وبناءً على ذلك اقترح طومسون نموذجه للذرة -نموذج طومسون- أو بما يعرف بنموذج بودينج "Plum Pudding Model" ، وينص اقتراحه على "أن الذرة تتكون من مجال من المادة الموجبة وجسيمات سالبة الشحنة "الإلكترونات" تتحدد أماكنها وفقاً للقوى الكهروسكونية في المجال" ، وهذا يعني أن الشحنة الكلية للذرة محايدة وفقاً لنموذج طومسون. [٣]
تطوير رذرفورد لنموذج الذرة
ألهمَتْ نظرية طومسون تلميذه إرنست رذرفورد ليقوم بعمل اختبارات، فافترض أنه لو كان نموذج معلمه صحيحاً، فستكون كتلة الذرة قد انتشرت في جميع جهاتها، بالتالي لو قام بإطلاق جسيمات ألفا بسرعة عالية باتجاه الذرة فستنحرف بعض جسيمات ألفا عن مسارها بنسبة قليلة جداً، ولكن بعد إجراء الاختبار أذهله أن بعض جسيمات ألفا قد ارتدت باتجاه الخلف مباشرةً، والسبب الوحيد الذي قد يجعل سلوك جسيمات ألفا على هذا النحو هو أن معظم كتلة الذرة تتركز في النواة، وهكذا قام رذرفورد بتطوير نموذج الكواكب للذرة والذي ينص على أن البروتونات موجودة في النواة بينما تدور الإلكترونات حولها.