Hauptunterschied - Bohr vs Quantenmodell
Das Bohr-Modell und das Quantenmodell sind Modelle, die die Struktur eines Atoms erklären. Das Bohr-Modell wird auch als Rutherford-Bohr-Modell bezeichnet, da es eine Modifikation des Rutherford-Modells ist. Das Bohr-Modell wurde 1915 von Niels Bohr vorgeschlagen. Das Quantenmodell ist das moderne Modell eines Atoms. Der Hauptunterschied zwischen Bohr und dem Quantenmodell besteht darin, dass das Bohr-Modell besagt, dass sich Elektronen als Teilchen verhalten, während das Quantenmodell erklärt, dass das Elektron sowohl Teilchen- als auch Wellenverhalten aufweist.
INHALT
1. Übersicht und Key Unterschied
2. Was Bohr Modell ist
3. Was Quantum Modell ist
4. Side by Side - Vergleich - Bohr vs Quantum Modell in tabellarischer Form
5. Zusammenfassung
Was ist das Bohr-Modell?
Wie oben erwähnt, ist das Bohr-Modell eine Modifikation des Rutherford-Modells, da das Bohr-Modell die Struktur des Atoms erklärt, das aus einem von Elektronen umgebenen Kern besteht. Das Bohr-Modell ist jedoch weiter fortgeschritten als das Rutherford-Modell, da es besagt, dass sich die Elektronen immer in bestimmten Schalen oder Bahnen um den Kern bewegen. Dies besagt auch, dass diese Schalen unterschiedliche Energien haben und eine kugelförmige Form haben. Dies wurde durch Beobachtungen der Linienspektren für das Wasserstoffatom nahegelegt.
Aufgrund des Vorhandenseins diskreter Linien in den Linienspektren stellte Bohr fest, dass die Orbitale eines Atoms feste Energien haben und Elektronen von einem Energieniveau zum anderen springen können, um Energie zu emittieren oder zu absorbieren, was zu einer Linie in den Linienspektren führt.
Hauptpostulate des Bohr-Modells
- Die Elektronen bewegen sich in sphärischen Orbitalen mit fester Größe und Energie um den Kern.
- Jede Umlaufbahn hat einen anderen Radius und wird vom Kern nach außen als n = 1, 2, 3 usw. oder n = K, L, M usw. bezeichnet, wobei n die feste Energieniveauzahl ist.
- Die Energie eines Orbitals hängt von seiner Größe ab.
- Die kleinste Umlaufbahn hat die niedrigste Energie. Das Atom ist vollständig stabil, wenn sich die Elektronen auf dem niedrigsten Energieniveau befinden.
- Wenn sich ein Elektron in einem bestimmten Orbital bewegt, ist die Energie dieses Elektrons konstant.
- Elektronen können sich von einem Energieniveau zum anderen bewegen, indem sie Energie absorbieren oder abgeben.
- Diese Bewegung verursacht Strahlung.
Das Bohr-Modell passt perfekt zu dem Wasserstoffatom, das ein einzelnes Elektron und einen kleinen positiv geladenen Kern hat. Abgesehen davon verwendete Bohr die Plankenkonstante, um die Energie der Energieniveaus des Atoms zu berechnen.
Abbildung 01: Das Bohr-Modell für Wasserstoff
Es gab jedoch nur wenige Nachteile des Bohr-Modells bei der Erklärung der Atomstruktur anderer Atome als Wasserstoff.
Einschränkungen des Bohr-Modells
- Das Bohr-Modell konnte den Zeeman-Effekt (Wirkung des Magnetfelds auf das Atomspektrum) nicht erklären.
- Der Stark-Effekt (Wirkung des elektrischen Feldes auf das Atomspektrum) konnte nicht erklärt werden.
- Das Bohr-Modell kann die Atomspektren größerer Atome nicht erklären.
Was ist ein Quantenmodell?
Obwohl das Quantenmodell viel schwieriger zu verstehen ist als das Bohr-Modell, erklärt es die Beobachtungen bezüglich der großen oder komplexen Atome genau. Dieses Quantenmodell basiert auf der Quantentheorie. Nach der Quantentheorie hat ein Elektron eine Teilchenwellen-Dualität und es ist unmöglich, die genaue Position des Elektrons zu lokalisieren (Unsicherheitsprinzip). Daher basiert dieses Modell hauptsächlich auf der Wahrscheinlichkeit, dass sich ein Elektron irgendwo im Orbital befindet. Es heißt auch, dass die Orbitale nicht immer sphärisch sind. Die Orbitale haben bestimmte Formen für unterschiedliche Energieniveaus und sind 3D-Strukturen.
Nach dem Quantenmodell kann einem Elektron unter Verwendung von Quantenzahlen ein Name gegeben werden. Dabei werden vier Arten von Quantenzahlen verwendet;
- Prinzip Quantenzahl, n
- Drehimpulsquantenzahl, I.
- Magnetische Quantenzahl, m l
- Spinquantenzahl, m s
Die Hauptquantenzahl erklärt den durchschnittlichen Abstand des Orbitals vom Kern und das Energieniveau. Die Drehimpulsquantenzahl erklärt die Form des Orbitals. Die magnetische Quantenzahl beschreibt die Orientierung der Orbitale im Raum. Die Spinquantenzahl gibt das Spinnen eines Elektrons in einem Magnetfeld und die Welleneigenschaften des Elektrons an.
Abbildung 2: Raumstruktur von Atomorbitalen.
Was ist der Unterschied zwischen Bohr und Quantenmodell?
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Bohr vs Quantenmodell |
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| Das Bohr-Modell ist ein Atommodell, das von Niels Bohr (1915) vorgeschlagen wurde, um die Struktur eines Atoms zu erklären. | Das Quantenmodell ist ein Atommodell, das als modernes Atommodell angesehen wird, um die Struktur eines Atoms genau zu erklären. |
| Verhalten von Elektronen | |
| Das Bohr-Modell erklärt das Teilchenverhalten eines Elektrons. | Das Quantenmodell erklärt die Welle-Teilchen-Dualität eines Elektrons. |
| Anwendungen | |
| Das Bohr-Modell kann für Wasserstoffatome angewendet werden, nicht jedoch für große Atome. | Das Quantenmodell kann für jedes Atom verwendet werden, einschließlich kleinerer und großer, komplexer Atome. |
| Form der Orbitale | |
| Das Bohr-Modell beschreibt nicht die genauen Formen jedes Orbitals. | Das Quantenmodell beschreibt alle möglichen Formen, die ein Orbital haben kann. |
| Elektromagnetische Effekte | |
| Das Bohr-Modell erklärt nicht den Zeeman-Effekt (Wirkung des Magnetfelds) oder den Stark-Effekt (Wirkung des elektrischen Feldes). | Das Quantenmodell erklärt die Zeeman- und Stark-Effekte genau. |
| Quantenzahlen | |
| Das Bohr-Modell beschreibt keine anderen Quantenzahlen als die Hauptquantenzahl. | Das Quantenmodell beschreibt alle vier Quantenzahlen und die Eigenschaften eines Elektrons. |
Zusammenfassung - Bohr vs Quantenmodell
Obwohl von Wissenschaftlern verschiedene Atommodelle vorgeschlagen wurden, waren das Bohr-Modell und das Quantenmodell die bemerkenswertesten Modelle. Diese beiden Modelle sind eng miteinander verwandt, aber das Quantenmodell ist viel detaillierter als das Bohr-Modell. Nach dem Bohr-Modell verhält sich ein Elektron wie ein Teilchen, während das Quantenmodell erklärt, dass das Elektron sowohl Teilchen- als auch Wellenverhalten aufweist. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Bohr und Quantenmodell.
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