مدل اتمی بور

ديد کلي

در سال 1913، نيلز بور ، نظريه‌اي را براي ساختار الکتروني اتم هيدروژن ارائه کرد که طيف خطي اين عنصر را توجيه مي کرد. غالب پيوندهاي ميان اتم‌هاي عناصر سبک را مي توان با به کار گرفتن مدار هاي بور توضيح داد. توضيح شکل مولکول‌ها و آرايش اتم‌ها نسبت به يکديگر با جفت شدن و دفع شدن الکترون‌ها امکان‌پذير است.

نظريه بور

نظريه بور، نکات زير را در بر مي گيرد :

الکترون‌ها مانند سيارات که به دور خورشيد مي‌گردند، در مدارهاي معيني به نام تراز به دور هسته مي گردند. او عبارت رياضي کلاسيک براي نيرويي که الکترون را در يک خط مستقيم نگاه مي‌دارد و نيرويي که الکترون را به درون مي‌کشاند معادلاتي به وجود آورد. هر تراز با يک حروف الفبايي (O ، N ، M ، L ، K ،...) يا يک عدد (1 ،2 ، 3 ، 4 ، 5 ،...) مشخص مي‌شود.

الکترون‌ها در مدار نسبتا پايدار مي‌مانند و در يک اتم معين ، انرژي‌هاي معيني مي‌توانند داشته باشند. بنا به نظريه بور ، يک الکترون مي‌تواند براي مدتي طولاني در يک مدار حرکت کند يا در مداري ديگر به فاصله دورتر براي مدتي طولاني سير کند ولي نمي‌تواند در زماني قابل اندازه گيري ميان دو مدار بماند. بنابر تئوري بور ، وقتي يک الکترون از مداري به مدار ديگر برود، انرژي آن به مقدار معيني تغيير مي‌کند که آن را يک کوانتوم انرژي مي‌گويند.

براي جدا کردن اجسامي که جذب يکديگر شده‌اند انرژي لازم است. براي جابه جا شدنالکترون از يک تراز انرژي به تراز ديگر مقدار انرژي کاملا معين و خاصي لازم است. انرژي لازم براي آنکه يک الکترون از هسته دور شود در سيستم به صورت انرژي پتانسيل ذخيره مي‌شود. وقتي الکترون‌هاي يک اتم تا حد امکان به هسته نزديک باشد اتم در حداقل انرژي که حالت پايه است، قرار گرفته است. اگر اتمها در قوس الکتريکي يا شعله چراغ گاز گرم شوند، انرژي جذب کرده و الکترون به تراز بيروني‌تري که انرژي بيشتري دارد مي‌جهد، اتم در اين شرايط در حالت برانگيخته است.

هرگاه الکترون از مدار بالاتر (برانگيخته) به مدار يا تراز يا بيشتر فرو افتد مقدار انرژي معيني از اتم تابش مي کند که معمولا اين اختلاف انرژي اتم بين دو حالت برانگيخته و پايه به صورت انرژي نوري کوانتوم نور) است.

طيف نمايي بور

بور با اين تصور که الکترون‌ها در ترازهاي انرژي مربوط به مدارها بالا يا پائين مي‌روند و حرکت الکترون ميان دو مدار خاص مستلزم کوانتوم معيني انرژي است، توانست علت وجود خط‌هاي طيف نشري خط روشن هيدروژن را توضيح دهد و نيز طول موج‌هاي مورد انتظار براي اين خطها را حساب کرد. بور با استفاده از خطوط مشاهده پذير طيف هيدروژن اوضاع درون اتم را بررسي کند. 

ساختمان اتم با استفاده از مدل بور

دانستيم که مدارها با اعداد صحيح شماره گذاري مي‌شوند. عدد 1 نزديکترين مدار به هسته است و حداکثر عده الکترونها در يک مدار 2n2 است که n شماره مدار است.

يک قائده کلي براي پيشگويي عده الکترون‌ها اين است که مدار خارجي نمي‌تواند بيش از هشت الکترون داشته باشد. نخستين مدار حداکثر مي‌تواند دو الکترون داشته باشد که هيدروژن با عدد واقعي يک که الکترون دارد و هليم در اين مدار قرار مي‌گيرند.