ما الفرق بين نموذج بور والنموذج الميكانيكي الكمي للذرة ؟
ما الفرق بين نموذج بور والنموذج الميكانيكي الكمي للذرة؟ إن الذرة تتألف من الكثير من العناصر المهمة والرئيسية، والتي تتطلب وجود مجموعة من الدراسات العميقة، بالإضافة إلى العديد من التجارب العلمية اللازمة لاكتشاف مثل هذه العناصر، ومن أهم النماذج التي تتعمق في اكتشاف الذرة وما بها نموذج بور والنموذج الميكانيكي الكمي.
مفهوم الذرة
الذرة هي الجزء الأصغر في المادة، وقد بحث الكثير من العلماء عن ماهية الذرة ومما تتكون، وتوصل العلماء إلى العديد من التفسيرات حول الذرة ومكوناتها.
شاهد أيضًا: بحث عن تركيب الذرة وموقع كل جسيم فيها
مقارنة بين نموذج بور والنموذج الميكانيكي الكمي للذرة
إن مثل هذه النماذج تعد من أفضل وأهم النماذج التي توجد في عالم الكيمياء بشكل عام وتتخصص في مجال الذرة بشكل خاص، ويبحث الكثير من الباحثين وايضًا الطلاب عن القيام بالمقارنة بين كل من نموذج بور والنموذج الميكانيكي الكمي للذرة.
وذلك من أجل أن يصلوا إلى العديد والعديد من المعلومات والتفاصيل حول ذلك الجزء المتناهي الصغر وما يوجد بداخله ألا وهو الذرة.
1 ــ نموذج بور
- يعتبر نموذج بور واحد من أهم النماذج التي قامت بالبحث في مجال الذرة، بالإضافة إلى أنه يتسم بالسهولة في دراسته في ميكانيكا الكم.
- وقد قام كل من العالم نيلز بور والعالم روثرفورد بتقديم هذا النموذج الرائع، حيث يقوم هذا النموذج على اعتبار وتصوير الذرة على أنها بمثابة نواة متناهية الصغر.
- اعتبر هذا النموذج أن الإلكترون عبارة عن جسيم، وأن هناك عدد من حالات الطاقة المحددة والمعينة لذرة الهيدروجين مسموح بها، ولكن لم يقوم هذا النموذج بإيجاد تفسير حول السلوك الكيميائي للذرات.
- هذه النواة في نموذج بور تم اعتبارها بأنها ذات شحنة ايجابية وتحاط مجموعة من الإلكترونات التي تتحرك على شكل مدارات دائرية حول النواة وذلك على غرار نظام المجموعة الشمسية، ولكن يحل محل الجاذبية قوى الجذب التي تنتجها القوى الكهربائية.
2 ــ فروض نظرية بور
قام العالم بور باستخدام ووضع مجموعة من الفروض التي تخص تركيب الذرة، ومن أهم هذه الفروض ما يلي:
- الذرة تتواجد وتظهر في مركز النواة ذات الشحنة الموجبة.
- عدد الإلكترونات ذات الشحنة السالبة التي تدور حول النواة يتساوى مع عدد الشحنات الموجبة التي تحملها النواة.
- في أثناء عملية دوران الالكترونات حول النواة تتولد قوة مركزية، هذه القوة تساوي قوة جذب النواة للإلكترونات.
- وبعد ذلك قام العالم بور بإضافة مجموعة من الفروض الأخرى على الفروض الأولية التي وضعها في هذا النموذج ومن أهم تلك الفروض ما يلي: –
- الإلكترونات التي تدور حول النواة تتحرك بسرعة عالية جدا، دون أن يؤدي ذلك إلى فقد أي جزء من طاقته.
- الإلكترونات التي تدور حول النواة، تدور في مجموعة ثابتة من المستويات، والفراغ الذي يوجد بين تلك المستويات يعتبر منطقة محرمة تمامًا لأن تدور فيها الالكترونات.
- أن كل إلكترون من الإلكترونات التي تدور حول النواة له طاقة محددة ومعينة، تترتب على حسب بعد مستوى الطاقة ذلك من النواة، وتزيد هذه الطاقة كلما زاد نصف قطر النواة.
- كل مستوى طاقة في النواة يكون بعدد صحيح، وقد تم تسمية هذا العدد بعدد الكم الرئيسي.
- في حالة المستقرة يكون الإلكترون لديه أقل مستوى من الطاقة، ولكن عندما يكتسب هذا الإلكترون كم من الطاقة سواء كان من خلال التسخين أو التفريغ الكهربائي، فإن الذرة في هذه الحالة تكون مثارة.
- بعد اكتساب الإلكترون لكم من الطاقة يقوم بالانتقال بصورة مؤقتة إلى مستوى طاقة أعلى، ويتوقف ذلك على كم الطاقة التي اكتسبها هذا الإلكترون، ويكون الإلكترون غير مستقر ايضًا في مستوى الطاقة الأعلى الذي انتقل إليه، حتى يعود إلى مستوى الطاقة الأصلي له، ثم يقوم بفقد مقدار الطاقة نفسها الذي اكتسبه أثناء عملية الإثارة، ويظهر ذلك على شكل شعاع من الضوء، ويمتلك هذا الضوء تردد وايضًا طول موجي محدد.
- إن الذرات تقوم بامتصاص قدر مختلف من الطاقة، وفي الوقت ذاته، تقوم العديد من الذرات بإشعاع قدر آخر من الطاقة، وذلك يظهر في تفسير خطوط طيف ذرة الهيدروجين.
شاهد أيضًا: بحث كامل عن تقنية النانو واستخداماتها
النموذج الميكانيكي الكمي للذرة
- يعتبر النموذج الميكانيكي الكمي من أهم النماذج والنظريات التي تحدثت عن الذرة وتفاصيلها وأهم ما بها بشيء من الدقة والوصول إلى الواقع.
- حيث قام بتفسير الكثير من الأشياء الغامضة حول الذرة ومكوناتها والتي ساعدت كثير من العلماء فيما بعد عن التعمق أكثر وأكثر في دراسة الذرة والوصول إلى معلومات أكثر.
- قام عدد من العلماء بوضع النموذج الميكانيكي الكمي للذرة، من أجل القيام بتوضيح وتفسير ما لم يقم نموذج بور بتفسيره وتوضيحه، وأيضًا من أجل التأكيد على بعض ما قام نموذج بور به، ومن أهم العلماء الذي ساهموا في وضع ذلك النموذج ما يلي:
- العالم لوي دي برولي الذي اعتقد وقال إن مجموعة الجسيمات التي تتحرك داخل النواة تمتلك خواص الموجات، كما أكد على أنها تمتلك خصائص جسمية كما عرف عنها.
- العالم شرودنجر قام بوضع اقتراح ينص على أن الإلكترون الذي يوجد داخل ذرة الهيدروجين يكون على شكل موجة، وبذلك قام بالتأكيد على الخصائص الموجية للإلكترون.
- ومن ثم قام ايضًا بوضع تصور يشير إلى وجود الإلكترونات التي تدور في الذرة بأبعادها الثلاثة، وهذا التصور أشار أن الإلكترونات تتحرك وتدور وفي مناطق محددة ومعينة في الشكل حول النواة، وكان قد سميت هذه المناطق باسم الفلك.
- كما تمكن العالم شرودنجر من أن يصل إلى وضع معادلة رياضية، قد أطلق عليها معادلة شرودنجر، ومن خلال حل هذه المعادلة تم الوصول إلى مجموعة من الأعداد التي سميت بالأعداد الكمية وعددهم ثلاثة.
- والأعداد الكمية هذه تظهر احتمال تواجد الإلكترونات حول النواة، كما تظهر أيضًا الطاقة الخاصة بكل إلكترون، بالإضافة إلى شكل وهيئة الفلك الذي يتحرك ويدور فيه كل إلكترون، والاتجاه الخاص بمحور حركة دوران الإلكترون حول النواة.
- وكان قد تم اكتشاف وإضافة عدد كمي آخر أو رابع إلى هذه الأعداد الكمية، والذي يعمل على وصف الاتجاه الخاص بمحور حركة دوران الإلكترون حول نفسه، وهذه الأعداد هي ما يلي:
1 ــ عدد الكم الرئيسي
حيث يشير هذا العدد إلى مستوى الطاقة الرئيسي.
2 ــ عدد الكم الفرعي
حيث يشير هذا العدد إلى مستويات الطاقة الفرعية التي توجد داخل المستويات الرئيسية والأساسية.
3 ــ عدد الكم المغناطيسي
حيث يشير هذا العدد إلى عدد ومجموعة الأفلاك التي يتألف منها كل مستوى فرعي، وكما يشير إلى تحديد الاتجاه الفراغي الخاص للفلك، ويأخذ هذا العدد قيمة تتراوح ما بين -1 إلى 1 مرورًا بالصفر.
4 ــ عدد الكم المغزلي
حيث يشير هذا العدد إلى اتجاه محور الدوران الخاص بكل الإلكترون حول نفسه في الفلك الخاص به وهذا يسمى باتجاه الغزل.
أوجه التشابه والاختلاف بين نموذج بور والنموذج الميكانيكي الكمي للذرة
- التشابه: النموذجان يقومان على تجديد الطاقة الخاص بالإلكترونات بمجموعة من القيم المحددة والمعينة.
- الاختلاف: يظهر الاختلاف بينهما في أن نموذج بور لم يصل إلي وصف وتوضيح مسار الإلكترونات الخاصة حول النواة، وبذلك يقوم النموذج الميكانيكي على إيجاد مجموعة الخواص الموجية للإلكترونات وبالتالي يتواجد تفسير وتوضيح حول السلوكيات الكيمائية وذلك ضمن مجموعة من الافتراضات المعينة والمحددة للنواة.
شاهد أيضًا: بحث حول الطاقة والتغيرات الكيميائية
وفي نهاية رحلتنا التفصيلية حول موضوع ما الفرق بين نموذج بور و النموذج الميكانيكي الكمي للذرة ؟ نكون قدمنا لكم كل المعلومات اللازمة وفي انتظار تعليقاتكم.