- 主要特点
- 它得到当时其他模型和理论的支持
- 实验证据
- 电子以能级存在
- 没有能量，电子就不会运动
- 每个壳中的电子数
- 电子在不辐射能量的情况下绕圆形轨道旋转
- 允许的轨道
- 跳跃中发射或吸收的能量
- 玻尔的原子模型假设
- 首先假设
- 第二假设
- 第三假设
- 氢原子能级图
- 玻尔模型的3个主要限制
- 感兴趣的文章
- 参考文献
的玻尔原子模型是由丹麦物理学家尼尔斯玻尔（1885-1962）提出的原子的表示。该模型确定电子在原子核周围以固定距离在轨道中行进，描述了均匀的圆周运动。轨道-或他所说的能级-具有不同的能量。
每当电子改变其轨道时，它就以固定的量（称为“量子”）发射或吸收能量。玻尔解释了氢原子发射（或吸收）的光谱。当电子从一个轨道移动到另一个轨道并移向原子核时，就会失去能量，并发出具有特征波长和能量的光。
资料来源：wikimedia.org。作者：莎伦·贝维克（Sharon Bewick），阿德里尼奥拉（Adrignola）。玻尔原子模型的插图。质子，轨道和电子。
玻尔对电子的能级进行了编号，考虑到电子离原子核越近，其能级越低。因此，电子离原子核越远，能级数越多，因此能态越大。
主要特点
玻尔模型的特征之所以重要，是因为它们确定了开发更完整的原子模型的途径。主要的是：
它得到当时其他模型和理论的支持
玻尔模型是第一个结合量子理论的模型，该模型基于卢瑟福的原子模型和爱因斯坦的光电效应所得出的思想。实际上，爱因斯坦和玻尔是朋友。
实验证据
根据该模型，仅当电子在允许的轨道之间跳跃时，原子才吸收或发射辐射。1914年，德国物理学家詹姆斯·弗兰克（James Franck）和古斯塔夫·赫兹（Gustav Hertz）获得了这些州的实验证据。
电子以能级存在
电子围绕原子核并以一定的能级存在，这些能级是离散的并以量子数描述。
这些能级的能量值与数字n的函数有关，该数字称为主量子数，可以使用稍后将详细描述的方程式进行计算。
没有能量，电子就不会运动
资料来源：wikimedia.org。作者：Kurzon
上方的插图显示了一个使量子跃迁的电子。
根据该模型，没有能量就不会有电子从一个平面移动到另一个能级，就像没有能量一样，不可能举起下落的物体或分离两个磁体一样。
玻尔认为量子是电子从一个能级传递到另一个能级所需要的能量。他还确定了电子所占据的最低能级称为“基态”。“激发态”是更不稳定的状态，是电子通过更高能量轨道的结果。
每个壳中的电子数
每个壳中适合的电子用2n 2计算
作为元素周期表一部分且在同一列中的化学元素在最后一个壳中具有相同的电子。前四层中的电子元数为2、8、18和32。
电子在不辐射能量的情况下绕圆形轨道旋转
根据玻尔的《第一假设》，电子描述了围绕原子核的圆形轨道，而没有辐射能量。
允许的轨道
根据玻尔的第二假设，电子唯一允许的轨道是那些电子的角动量L为普朗克常数的整数倍的轨道。数学上这样表示：
跳跃中发射或吸收的能量
根据第三种假设，电子会从一个轨道向另一个轨道跳跃地发射或吸收能量。在轨道跳跃中，光子被发射或吸收，其能量可以用数学表示：
玻尔的原子模型假设
玻尔延续了原子的行星模型，据此，电子绕着带正电的核旋转，就像太阳周围的行星一样。
但是，该模型挑战了经典物理学的假设之一。据此，带有电荷（例如电子）以圆形路径移动的粒子应通过电磁辐射的发射连续地损失能量。当失去能量时，电子将必须跟随螺旋运动，直到它落入原子核。
玻尔然后认为古典物理学定律不是最适合描述观察到的原子稳定性的理论，并提出了以下三个假设：
首先假设
电子绕着原子核绕圈运动，而轨道却不产生辐射。在这些轨道上，轨道角动量是恒定的。
对于原子的电子，仅允许某些半径的轨道，对应于某些定义的能级。
第二假设
并非所有轨道都是可能的。但是，一旦电子进入允许的轨道，它便处于特定且恒定的能量状态，并且不会发射能量（静止能量轨道）。
例如，在氢原子中，电子允许的能量由下式给出：
在这个等式中，值-2.18 x 10 –18是氢原子的Rydberg常数，并且n =量子数可以取1到∞的值。
对于每个n值，从上一个方程式生成的氢原子的电子能量为负。随着n的增加，能量的负值变小，因此增加。
当n足够大时（例如n =∞），能量为零，表示电子已被释放且原子被电离。零能量状态比负能量状态具有更高的能量。
第三假设
电子可以通过能量的发射或吸收而从一个静止的能量轨道改变为另一轨道。
发射或吸收的能量将等于两个状态之间的能量差。能量E为光子形式，由以下等式给出：
E = hν
在此等式中，E是能量（吸收或发射），h是普朗克常数（其值为6.63 x 10 -34焦耳秒），ν是光的频率，单位为1 / s 。
氢原子能级图
玻尔模型能够令人满意地解释氢原子的光谱。例如，在可见光的波长范围内，氢原子的发射光谱如下：
让我们看看如何计算一些观察到的光带的频率；例如红色。
使用第一个方程式，并用2和3代替n，可获得图中所示的结果。
也就是说：
对于n = 2，E 2 = -5.45 x 10 -19 J
对于n = 3，E 3 = -2.42 x 10 -19 J
然后可以计算两个级别的能量差：
ΔE= E 3 -电子2 =（-2.42 - （ - 5.45））×10 - 19 = 3.43×10 - 19 Ĵ
根据第三假设中解释的方程，ΔE= hν。因此，您可以计算ν（光的频率）：
ν=ΔE/小时
也就是说：
ν= 3.43 x 10 –19 J / 6.63 x 10 -34 Js
ν= 4.56 x 10 14 s -1或4.56 x 10 14 Hz
λ= c /ν，光速c = 3 x 10 8 m / s，则波长为：
λ= 6.565×10 - 6 M（656.5纳米）
这是在氢谱线中观察到的红色谱带的波长值。
玻尔模型的3个主要限制
1-它适应氢原子的光谱，但不适应其他原子的光谱。
2-电子的波动特性在其描述中并未表示为围绕原子核旋转的小颗粒。
3-玻尔无法解释为什么经典电磁不适用于他的模型。也就是说，为什么电子在静止轨道上时不发射电磁辐射。
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参考文献
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- Eisberg，R.和Resnick，R.（2009）。原子，分子，固体，核和粒子的量子物理学。纽约：威利
- Bohr-Sommerfeld原子模型。从以下位置恢复：fisquiweb.es
- 乔斯滕（1991）。化学世界。宾夕法尼亚州费城：桑德斯学院出版社，第76-78页。
- 玻尔氢原子模型。从fr.khanacademy.org恢复
- Izlar，K.Rétrospectivesur l'atome：LeModèlede Bohr一分钱。从以下位置恢复：home.cern