परमाणु का बोह्र मॉडल

बोह्र मॉडल में एक परमाणु होता है, जो नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉनों द्वारा परिकल्पित एक छोटे, धनात्मक आवेशित नाभिक से बना होता है। यहाँ बोह्र मॉडल को करीब से देखा गया है, जिसे कभी-कभी रदरफोर्ड-बोहर मॉडल कहा जाता है।

नील्स बोह्र 1915 में परमाणु का बोह्र मॉडल प्रस्तावित किया। क्योंकि बोहर मॉडल पहले के रदरफोर्ड मॉडल का एक संशोधन है, कुछ लोग बोहर के मॉडल को रदरफोर्ड-बोहर मॉडल कहते हैं। परमाणु का आधुनिक मॉडल क्वांटम यांत्रिकी पर आधारित है। बोहर मॉडल में कुछ त्रुटियां हैं, लेकिन यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यह आधुनिक संस्करण के उच्च-स्तरीय गणित के बिना परमाणु सिद्धांत की अधिकांश स्वीकृत विशेषताओं का वर्णन करता है। पहले के मॉडल के विपरीत, बोह्र मॉडल वर्णक्रमीय उत्सर्जन लाइनों के लिए Rydberg सूत्र की व्याख्या करता है परमाणु हाइड्रोजन का.

बोह्र मॉडल एक ग्रहों का मॉडल है जिसमें नकारात्मक रूप से आवेशित इलेक्ट्रॉन सूर्य की परिक्रमा करने वाले ग्रहों के समान एक छोटे से, सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए नाभिक की परिक्रमा करते हैं (सिवाय इसके कि कक्ष ग्रह नहीं हैं)। सौर प्रणाली के गुरुत्वाकर्षण बल गणितीय रूप से चार्ज किए गए नाभिक और नकारात्मक रूप से चार्ज इलेक्ट्रॉनों के बीच कूलम्ब (विद्युत) बल के समान है।

• इलेक्ट्रॉनों ने कक्षा में नाभिक की परिक्रमा की जिसका आकार और ऊर्जा है।
• कक्षा की ऊर्जा इसके आकार से संबंधित है। सबसे कम ऊर्जा सबसे छोटी कक्षा में पाई जाती है।
• जब एक इलेक्ट्रॉन एक कक्षा से दूसरी कक्षा में जाता है तो विकिरण अवशोषित या उत्सर्जित होता है।

बोहर मॉडल का सबसे सरल उदाहरण हाइड्रोजन परमाणु (जेड = 1) के लिए या हाइड्रोजन जैसे आयन (जेड> 1) के लिए है, जिसमें एक नकारात्मक रूप से चार्ज इलेक्ट्रॉन एक छोटे से सकारात्मक चार्ज किए गए नाभिक की परिक्रमा करता है। विद्युत चुम्बकीय ऊर्जा अवशोषित या उत्सर्जित किया जाएगा यदि एक इलेक्ट्रॉन एक कक्षा से दूसरे में जाता है। केवल कुछ इलेक्ट्रॉन कक्षाओं अनुमति है। संभव कक्षाओं की त्रिज्या n के रूप में बढ़ जाती है², जहां n है मुख्य क्वांटम संख्या. 3 → 2 संक्रमण की पहली पंक्ति उत्पन्न करता है बाल्मर श्रृंखला. हाइड्रोजन (Z = 1) के लिए यह तरंग दैर्ध्य 656 एनएम (लाल बत्ती) वाला एक फोटॉन पैदा करता है।

हीवियर परमाणुओं में हाइड्रोजन परमाणु की तुलना में नाभिक में अधिक प्रोटॉन होते हैं। इन सभी प्रोटॉन के सकारात्मक चार्ज को रद्द करने के लिए अधिक इलेक्ट्रॉनों की आवश्यकता थी। बोह्र का मानना ​​था कि प्रत्येक इलेक्ट्रॉन कक्षा केवल इलेक्ट्रॉनों की एक निर्धारित संख्या धारण कर सकती है। एक बार जब स्तर भर गया था, तो अतिरिक्त इलेक्ट्रॉनों को अगले स्तर तक टकराया जाएगा। इस प्रकार, भारी परमाणुओं के लिए बोहर मॉडल इलेक्ट्रॉन गोले का वर्णन करता है। मॉडल ने भारी परमाणुओं के कुछ परमाणु गुणों के बारे में बताया, जो पहले कभी नहीं हुआ था। उदाहरण के लिए, शेल मॉडल ने समझाया कि क्यों आवर्त सारणी की एक अवधि (पंक्ति) के पार परमाणु छोटे हो गए, भले ही उनके पास अधिक प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉन थे। यह भी बताया कि क्यों महान गैसों निष्क्रिय थे और क्यों आवर्त सारणी के बाईं ओर परमाणु इलेक्ट्रॉनों को आकर्षित करते हैं, जबकि दाईं ओर के लोग उन्हें खो देते हैं। हालांकि, मॉडल ने गोले में इलेक्ट्रॉनों को एक दूसरे के साथ बातचीत नहीं की और समझा नहीं सके कि इलेक्ट्रॉनों को अनियमित तरीके से ढेर क्यों लग रहा था।

• इसका उल्लंघन होता है हाइजेनबर्ग अनिश्चितता सिद्धांत क्योंकि यह इलेक्ट्रॉनों को एक ज्ञात त्रिज्या और कक्षा दोनों मानता है।
• बोहर मॉडल जमीनी स्थिति के लिए एक गलत मूल्य प्रदान करता है कक्षीय कोणीय गति.
• यह बड़े परमाणुओं के स्पेक्ट्रा के संबंध में खराब भविष्यवाणियां करता है।
• यह वर्णक्रमीय रेखाओं के सापेक्ष तीव्रता का अनुमान नहीं लगाता है।
• बोह्र मॉडल वर्णक्रमीय लाइनों में ठीक संरचना और हाइपरफाइन संरचना की व्याख्या नहीं करता है।
• यह Zeeman प्रभाव की व्याख्या नहीं करता है।

बोहर मॉडल के लिए सबसे प्रमुख परिशोधन सोममेरफेल्ड मॉडल था, जिसे कभी-कभी बोहर-सोमरफेल्ड मॉडल भी कहा जाता है। इस मॉडल में, इलेक्ट्रॉन वृत्ताकार कक्षाओं के बजाय नाभिक के चारों ओर अण्डाकार कक्षाओं में यात्रा करते हैं। सोमरफेल्ड मॉडल परमाणु वर्णक्रमीय प्रभावों की व्याख्या करने में बेहतर था, वर्णक्रमीय रेखा विभाजन में स्टार्क प्रभाव। हालांकि, मॉडल चुंबकीय क्वांटम संख्या को समायोजित नहीं कर सका।

अंततः, बोहर मॉडल और उस पर आधारित मॉडल को 1925 में क्वांटम यांत्रिकी के आधार पर वोल्फगैंग पाउली के मॉडल से बदल दिया गया। उस मॉडल को आधुनिक मॉडल का उत्पादन करने के लिए सुधार किया गया था, जिसे 1926 में इरविन श्रोडिंगर द्वारा पेश किया गया था। आज, परमाणु ऑर्बिटल्स का वर्णन करने के लिए तरंग यांत्रिकी का उपयोग करके हाइड्रोजन परमाणु के व्यवहार को समझाया गया है।

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