ความแตกต่างที่สำคัญ – Bohr vs Quantum Model
แบบจำลองบอร์และแบบจำลองควอนตัมคือแบบจำลองที่อธิบายโครงสร้างของอะตอม โมเดล Bohr เรียกอีกอย่างว่าโมเดล Rutherford-Bohr เนื่องจากเป็นการดัดแปลงโมเดล Rutherford แบบจำลอง Bohr ถูกเสนอโดย Niels Bohr ในปี 1915 แบบจำลองควอนตัมเป็นแบบจำลองที่ทันสมัยของอะตอม ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างแบบจำลองบอร์และควอนตัมคือ แบบจำลองบอร์ระบุว่าอิเล็กตรอนมีพฤติกรรมเป็นอนุภาค ในขณะที่แบบจำลองควอนตัมอธิบายว่าอิเล็กตรอนมีทั้งพฤติกรรมของอนุภาคและคลื่น
Bohr Model คืออะไร
ดังที่กล่าวไว้ข้างต้น แบบจำลอง Bohr เป็นการดัดแปลงแบบจำลองของ Rutherford เนื่องจากแบบจำลอง Bohr อธิบายโครงสร้างของอะตอมว่าประกอบด้วยนิวเคลียสที่ล้อมรอบด้วยอิเล็กตรอนแต่แบบจำลองของบอร์นั้นล้ำหน้ากว่าแบบจำลองของรัทเธอร์ฟอร์ด เพราะมันบอกว่า อิเล็กตรอนมักจะเคลื่อนที่ในเปลือกบางๆ หรือโคจรรอบนิวเคลียส นอกจากนี้ยังระบุด้วยว่าเปลือกหอยเหล่านี้มีพลังงานต่างกันและมีรูปร่างเป็นทรงกลม ที่แนะนำโดยการสังเกตสเปกตรัมเส้นของอะตอมไฮโดรเจน
เนื่องจากการมีอยู่ของเส้นที่ไม่ต่อเนื่องในสเปกตรัมของเส้น บอร์กล่าวว่าวงโคจรของอะตอมมีพลังงานคงที่และอิเล็กตรอนสามารถกระโดดจากระดับพลังงานหนึ่งไปยังอีกระดับพลังงานที่เปล่งหรือดูดซับได้ ส่งผลให้เกิดเส้นใน เส้นสเปกตรัม
หลักสมมุติฐานของแบบจำลองบอร์
- อิเล็กตรอนเคลื่อนที่รอบนิวเคลียสในวงโคจรทรงกลมซึ่งมีขนาดและพลังงานคงที่
- แต่ละวงโคจรมีรัศมีต่างกันและตั้งชื่อจากนิวเคลียสไปด้านนอกเป็น n=1, 2, 3 เป็นต้น หรือ n=K, L, M เป็นต้น โดยที่ n คือตัวเลขระดับพลังงานคงที่
- พลังงานของออร์บิทัลสัมพันธ์กับขนาดของมัน
- วงโคจรที่เล็กที่สุดมีพลังงานต่ำสุด อะตอมจะเสถียรอย่างสมบูรณ์เมื่ออิเล็กตรอนอยู่ในระดับพลังงานต่ำสุด
- เมื่ออิเล็กตรอนเคลื่อนที่ในวงโคจร พลังงานของอิเล็กตรอนนั้นจะคงที่
- อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนที่จากระดับพลังงานหนึ่งไปอีกระดับหนึ่งได้โดยการดูดซับหรือปล่อยพลังงาน
-
การเคลื่อนไหวนี้ทำให้เกิดการแผ่รังสี
รุ่นบอร์พอดีกับอะตอมไฮโดรเจนซึ่งมีอิเล็กตรอนเดี่ยวและนิวเคลียสที่มีประจุบวกขนาดเล็ก นอกจากนั้น Bohr ยังใช้ค่าคงที่ของ Plank ในการคำนวณพลังงานของระดับพลังงานของอะตอม
รูปที่ 01: แบบจำลอง Bohr สำหรับไฮโดรเจน
แต่มีข้อบกพร่องเล็กน้อยของแบบจำลองบอร์เมื่ออธิบายโครงสร้างอะตอมของอะตอมอื่นที่ไม่ใช่ไฮโดรเจน
ข้อจำกัดของรุ่น Bohr
- แบบจำลอง Bohr อธิบายปรากฏการณ์ Zeeman ไม่ได้ (ผลของสนามแม่เหล็กที่มีต่อสเปกตรัมของอะตอม)
- มันอธิบายปรากฏการณ์สตาร์กไม่ได้ (ผลของสนามไฟฟ้าต่อสเปกตรัมอะตอม)
- Bohr model ล้มเหลวในการอธิบายสเปกตรัมอะตอมของอะตอมที่ใหญ่กว่า
Quantum Model คืออะไร
แม้ว่าแบบจำลองควอนตัมจะเข้าใจยากกว่าแบบจำลองของบอร์มาก แต่ก็อธิบายการสังเกตเกี่ยวกับอะตอมขนาดใหญ่หรือซับซ้อนได้อย่างแม่นยำ แบบจำลองควอนตัมนี้ใช้ทฤษฎีควอนตัม ตามทฤษฎีควอนตัม อิเล็กตรอนมีความเป็นคู่ของคลื่นอนุภาค และไม่สามารถระบุตำแหน่งที่แน่นอนของอิเล็กตรอนได้ (หลักการความไม่แน่นอน) ดังนั้น แบบจำลองนี้จึงขึ้นอยู่กับความน่าจะเป็นของอิเล็กตรอนที่จะอยู่ที่ใดก็ได้ในวงโคจรเป็นหลักนอกจากนี้ยังระบุด้วยว่าออร์บิทัลไม่ได้เป็นทรงกลมเสมอไป ออร์บิทัลมีรูปร่างเฉพาะสำหรับระดับพลังงานที่แตกต่างกันและเป็นโครงสร้าง 3 มิติ
ตามแบบจำลองควอนตัม อิเล็กตรอนสามารถตั้งชื่อโดยใช้เลขควอนตัมได้ มีการใช้เลขควอนตัมสี่ประเภท
- หลักการเลขควอนตัม n
- จำนวนควอนตัมโมเมนตัมเชิงมุม, I
- เลขควอนตัมแม่เหล็ก, ml
- หมุนหมายเลขควอนตัม ms
เลขควอนตัมหลักอธิบายระยะทางเฉลี่ยของวงโคจรจากนิวเคลียสและระดับพลังงาน ตัวเลขควอนตัมโมเมนตัมเชิงมุมอธิบายรูปร่างของวงโคจร หมายเลขควอนตัมแม่เหล็กอธิบายการวางแนวของออร์บิทัลในอวกาศ หมายเลขสปินควอนตัมให้การหมุนของอิเล็กตรอนในสนามแม่เหล็กและลักษณะคลื่นของอิเล็กตรอน
รูปที่ 2: โครงสร้างเชิงพื้นที่ของออร์บิทัลอะตอม
Bohr กับ Quantum Model ต่างกันอย่างไร
โบหร vs ควอนตัมโมเดล |
|
| Bohr model เป็นแบบจำลองอะตอมที่เสนอโดย Niels Bohr (ในปี 1915) เพื่ออธิบายโครงสร้างของอะตอม | แบบจำลองควอนตัมเป็นแบบจำลองอะตอมซึ่งถือเป็นแบบจำลองอะตอมสมัยใหม่เพื่ออธิบายโครงสร้างของอะตอมได้อย่างแม่นยำ |
| พฤติกรรมของอิเล็กตรอน | |
| แบบจำลองบอร์อธิบายพฤติกรรมอนุภาคของอิเล็กตรอน | แบบจำลองควอนตัมอธิบายความเป็นคู่ของอนุภาคคลื่นของอิเล็กตรอน |
| Applications | |
| รุ่น Bohr ใช้กับอะตอมไฮโดรเจนได้ แต่ใช้กับอะตอมขนาดใหญ่ไม่ได้ | แบบจำลองควอนตัมใช้ได้กับอะตอมใดๆ ก็ได้ รวมถึงอะตอมที่เล็กกว่าและอะตอมที่ซับซ้อนขนาดใหญ่ |
| รูปร่างของออร์บิทัล | |
| รุ่น Bohr ไม่ได้อธิบายรูปร่างที่แน่นอนของทุกวง | แบบจำลองควอนตัมอธิบายรูปร่างที่เป็นไปได้ทั้งหมดที่ออร์บิทัลสามารถมีได้ |
| ผลกระทบทางแม่เหล็กไฟฟ้า | |
| รุ่น Bohr ไม่ได้อธิบาย Zeeman Effect (ผลของสนามแม่เหล็ก) หรือ Stark effect (ผลของสนามไฟฟ้า) | แบบจำลองควอนตัมอธิบายเอฟเฟกต์ของ Zeeman และ Stark ได้อย่างแม่นยำ |
| ตัวเลขควอนตัม | |
| รุ่น Bohr ไม่ได้อธิบายตัวเลขควอนตัมนอกเหนือจากเลขควอนตัมหลัก | แบบจำลองควอนตัมอธิบายตัวเลขควอนตัมทั้งสี่ตัวและลักษณะของอิเล็กตรอน |
สรุป – Bohr vs Quantum Model
แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะเสนอแบบจำลองอะตอมที่แตกต่างกันหลายแบบ แต่แบบจำลองที่โดดเด่นที่สุดคือแบบจำลองบอร์และแบบจำลองควอนตัม ทั้งสองโมเดลมีความเกี่ยวข้องกันอย่างใกล้ชิด แต่โมเดลควอนตัมมีรายละเอียดมากกว่าแบบจำลอง Bohr ตามแบบจำลอง Bohr อิเล็กตรอนมีพฤติกรรมเป็นอนุภาคในขณะที่แบบจำลองควอนตัมอธิบายว่าอิเล็กตรอนมีทั้งพฤติกรรมของอนุภาคและคลื่น นี่คือข้อแตกต่างที่สำคัญระหว่างแบบจำลองบอร์และควอนตัม
ดาวน์โหลดเวอร์ชัน PDF ของ Bohr vs Quantum Model
คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ PDF ของบทความนี้และใช้เพื่อวัตถุประสงค์ออฟไลน์ตามหมายเหตุอ้างอิง โปรดดาวน์โหลดไฟล์ PDF ที่นี่ความแตกต่างระหว่าง Bohr และ Quantum Model