نظرية بوهر لذرة الهيدروجين والأيونات الشبيهة بها نظرية بوهر | قناة الفيزياء التعليمية

نظرية بوهر لذرة الهيدروجين والأيونات الشبيهة بها


نظرية بوهر لذرة الهيدروجين:
في عام 1913م أعلن العالم الدنماركي بوهر نظريته لذرة الهيدروجين والأيونات الشبيهة بها التي لها إلكترون واحد مثل ذرة الهيليوم أحادي التأين +He  أو ذرة الليثيوم ثنائي التأين ++Li  .
س: لماذا وضع بوهر نظريته على ذرة الهيدروجين والأيونات الشبيهة بها دون غيرهم من العناصر.
جـ: لأن ذرة الهيدروجين أبسط ذرة حيث تتكون من إلكترون وبروتون فيكون طيفها الذري هو أبسط الأطياف الذرية . 
المميزات والنجاحات التي حققتها نظرية بوهر:
  *ـ استطاعت أن تفسر سلسلة بالمر وتنبأت باكتشاف سلاسل طيفية أخرى. 
  *ـ استطاعت نظرية بوهر من اعتبارات نظرية بحته أن تحسب نصف قطر مدار الإلكترون وسرعته وتردده وطاقته بالإضافة إلى قيمة ثابت  ريد بيرج RH .


وبذلك أعطت جواباً للسؤال الذي كان يطرح نفسه , لماذا الطول الموجي (l) أو التردد يعطى بالفرق بين حدين في سلسلة بالمر؟ 

ملاحظات :

1ـ تبنى بوهر النموذج النووي (لرذرفورد) واعتبر أن الإلكترون في ذرة الهيدروجين يرسم مداراً دائرياً (للتبسيط) حول النواة الثابتة في المركز

2ـ سميت نظرية بوهر بنظرية الكم القديمة أو بالنظرية شبه التقليدية (علل ) لأنها خليطاً من الفيزياء التقليدية (نموذج رذرفورد) , وفكرة تكميم الطاقة لبلانك .

فروض نظرية بوهر لذرة الهيدروجين:

1ـ يستطيع الإلكترون في ذرة الهيدروجين أن يدور حول النواة في مدارات دائرية دون أن تشع الذرة طاقة , وهذه المدارات سميت بمستويات الطاقة المستقرة المكممة .
2ـ هذه المدارات المستقرة المكممة هي تلك التي تكون كمية التحرك الزاوي للإلكترون فيها (ع ن ك نق ن) صحيحة من ثابت بلانك مقسوماً على إثنين باي 2π

ك ع ن نق ن = ن h


 حيث:)ن(عدد صحيح موجب =3،2،1... يعبر عن رقم المدار ، إتش بار ћ =1.054 × 10-34 جول.ث ، (ع ن) سرعة الإلكترون في المدار (نق ن) نصف قطر المدار ،  (ك) كتلة الإلكترون = 9.1 × 10-31كجم .

 3ـ لا تشع الذرة طاقة طالما بقي الإلكترون في مداره (في مستوى طاقته) ولكنها تشع كمية محددة من الطاقة عندما ينتقل الإلكترون من مستوى طاقة أعلى (من مدار أعلى ) إلى مستوى طاقة أدنى (مدار منخفض) ,بينما تمتص كمية محددة من الطاقة إذا انتقل الإلكترون من مستوى طاقة أدنى إلى مستوى طاقة أعلى , بحيث تكون كمية الطاقة التي تمتصها أو تشعها الذرة تساوي الفرق (∆طا) بين طاقة المستويين . 

أي أن : الطاقة التي تمتصها أو تشعها الذرة = طاقة المستوى الأعلى –  طاقة المستوى الأدنى   
طا=طاi _ طاf
طا = hf
حيث:  طاi : طاقة المستوى الابتدائي الذي انتقل منه الإلكترون

طاf : طاقة المستوى النهائي الذي انتقل إليه الإلكترون 

f : تردد الإشعاع المنبعث أو الممتص

h  : ثابت بلانك