نظرية بور لذرة الهدروجين

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

وقد اعتمد بور على مبدأين أساسيين هما:

أ) مبدأ بلانك في تكمية الطاقة: الذي يفهم منه أن طاقة الإشعاع الكهرومغناطيسي المنبعثة من المادة لها كميات محددة. (أي أن طاقة الإشعاع الكهرومغناطيسي مكماه وينطبق ذلك أيضاّ على الإشعاع الذي تمتصه المادة)

في عام 1900 وضع العالم ماكس بلانك نظريته المعروفة بالنظرية الكمية واعتبر أن طاقة الإشعاعات يمكن أن تمتص أو تنبعث بكميات محدده"في شكل قيم منفصلة" حيث أطلق بلانك اسم كم "كوانتا" لأصغر كمية من الطاقة يمكن امتصاصها أو انبعاثها من الشعاع الكهرومغناطيسي حيث أن طاقة هذه الكمات تتناسب طرديا مع تردد الموجة أو الإشعاع لذلك فان الطاقة تصبح …………….

حسب المعادلة ط = ن x هـ X ت حيث تمثل (ط) طاقه الإشعاع بالجول، و(هـ) ثابت بلانك

= 6.63X10-34 جول.ثانيه و(ت) التردد بوحدة الهيرتز و(ن) عدد صحيح.



ب) مبدأ أينشتاين في تكمية طاقة الفوتون: والذي ينص على أن الضوء عبارة عن جسيمات تسمى فوتونات وهي كمات محددة من الطاقة وطاقة الفوتون الواحد تعتمد على تردده

كما في المعادلة التالية طالفوتون = هـ X ت

في عام 1905 اقترح البرت اينشتاين أن هذه الكمات التي ذكرها بلانك هي كمات طاقية غير متصلة أو جسيمات أطلق عليها اسم الفوتونات. (وكل فوتون يمتلك كمية محددة من الطاقة تتناسب مع تردده)
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.

الموضوع ولا أروع ولكن يحتاج إلى بعض الصور ..............ولكن ليس له علاقة مباشرة بالكربون
شكراً لك