보어의 원자모형

이 모델은 덴마크의 물리학자 닐스 보어가 1913년에 제안했습니다. 이 모델에 따르면, 원자는 중심에 작은 핵과 그 주변을 원형 궤도로 회전하는 전자로 구성되어 있습니다. 이는 태양계와 유사합니다. 그러나 여기서는 중력 대신 정전기력이 인력 역할을 합니다. 핵은 양전하를 가지고 있으며, 전자는 음전하를 가지고 있습니다. 또한 닐스 보어는 양전하를 가진 핵이 프로톤과 중성자로 구성되어 있음을 설명했습니다. 프로톤은 양전하를 가지고 있으며, 중성자는 전하가 없습니다. 닐스 보어는 루더포드의 원자 모델의 단점을 극복하기 위해 양자 이론을 도입했습니다. 이 이론에 따르면 –

1. 전자는 특정 궤도에서 핵 주변을 회전합니다. 각각의 궤도는 특정한 에너지 수준을 가지며, 이러한 궤도는 정지 궤도라고 불립니다. 핵에 가까운 궤도는 낮은 에너지 수준을 가지며, 바깥쪽 궤도는 높은 에너지 수준을 가집니다. 전자는 에너지를 잃지 않고 특정 에너지 수준에서 회전할 수 있습니다. 에너지를 원자에 추가하면 전자는 더 높은 에너지 수준의 궤도로 점프합니다. 반대로, 전자가 더 높은 에너지 수준의 궤도에서 더 낮은 에너지 수준의 궤도로 점프할 때, 전자는 작은 패킷으로 에너지를 방출합니다. 이러한 작은 패킷은 양자 또는 광자라고 부릅니다. 광자의 에너지는 다음과 같습니다.
   

   여기서,
   ‘h’는 플랑크 상수입니다.
   ‘υ’는 빛의 주파수(Hz)입니다.
   ‘c’는 빛의 속도(m/sec)입니다.
   ‘λ’는 방출된 빛의 파장(미터)입니다.

   

2. 양전하를 가진 핵과 음전하를 가진 전자 사이의 정전기력에 의한 원심력은 원형 궤도를 따라 움직이는 전자의 원심력과 같습니다.

3. 원형 궤도를 따라 움직이는 전자의 각운동량은
   
   의 정수 배입니다. 여기서 n은 양자 수라고 부릅니다.

4. 궤도의 반경은 n2에 비례하고, 전자의 속도는 n에 반비례합니다. 이러한 가정은 테스트 결과 정확함이 입증되었습니다.

이 모델에도 몇 가지 결점이 있으며, 아래에 나열되어 있습니다.

1. 이 모델은 하나의 전자를 가진 원자, 즉 수소 원자에만 적용됩니다. 더 복잡한 원자를 설명하기에는 쉽게 확장되지 않습니다.

2. 전자가 한 궤도에서 다른 궤도로 이동하는 것에 대한 규칙이나 제한을 제공하지 않습니다.

3. 이 모델은 n이라는 하나의 양자 수만 도입했습니다. 그러나 스펙트럼선의 미세 구조에 대한 실험적 증거는 더 많은 양자 수를 제시합니다.

4. 화학결합의 정량적 설명은 보어의 원자 모델로는 설명할 수 없습니다.

성명: 원본을 존중하며, 좋은 기사는 공유할 가치가 있습니다. 저작권 침해가 있다면 삭제 요청을 해주세요.