Menu

Kernkraftwerk Isar, Deutschland

Abgebrannten Kernbrennstoff Pool

Turbine eines Kernkraftwerks

Eigenschaften des Bohr-Atommodells

Eigenschaften des Bohr-Atommodells

Das Bohr-Modell besagt, dass Atome unterschiedliche elektronische Konfigurationen haben, in denen sich Elektronen in Kreisbahnen um den Kern bewegen.

Bohrs Modell ähnelt dem Copernicus-Planetenmodell, den Planeten, die kreisförmige Umlaufbahnen um die Sonne beschreiben. In diesem Fall können die Elektronen nur um bestimmte erlaubte Umlaufbahnen umkreisen. Die Radien der Umlaufbahnen können keinen Wert haben.

Nach den wissenschaftlichen Beiträgen von John Dalton, Joseph Thomson und Rutherfords Modell schlug Niels Henrik Bohr 1911 Bohrs Atommodell vor.

In anderen Atommodellen vor dem Bohr-Modell wurde festgestellt, dass sich geladene Protonen (+) im Atomkern befanden und dass Elektronen in Kreisbahnen um den Kern zirkulierten. Bohr untersuchte die Bewegung von Elektronen, die den Kern umkreisen, in der Atomtheorie.

Erwin Schrödinger entdeckte die Grundgleichung der Quantenmechanik aus Bohrs Atommodell zusammen mit der Wellen-Korpuskel-Dualität.

Die Annahmen von Bohrs Theorie

1913 schlug Niels Bohr Bohrs Theorie unter Verwendung der Spektrallinien des Wasserstoffatoms und der Planckschen Quantentheorie vor. In Anbetracht dieser Informationen können Bohrs Postulate wie folgt zusammengefasst werden:

  1. Die Elektronen in einem Atom bewegen sich in Bahnen in einem bestimmten Abstand vom Kern. Jeder stabile Zustand hat eine konstante Energie.

  2. Bei jedem stabilen Energieniveau bewegt sich das Elektron in einer Kreisbahn. Diese Umlaufbahnen werden Energieniveaus oder Schichten genannt.

  3. Solange sich das Elektron in einem stationären Zustand befindet, emittiert das Atom kein Licht ( Strahlung). Wenn es jedoch von einem hohen Energieniveau zu einem niedrigeren Energieniveau übergeht, emittiert es Lichtquanten, die der Energiedifferenz zwischen den Niveaus entsprechen.

  4. Stabile Niveaus, bei denen eine Elektronenbewegung möglich ist, sind durch die Buchstaben K bis Q gekennzeichnet.

Jede Umlaufbahn hat Elektronen mit unterschiedlichen Energieniveaus, die dann freigesetzt werden müssen, und aus diesem Grund springt das Elektron von einer Umlaufbahn zur anderen, bis es eines erreicht, das den entsprechenden Raum und das entsprechende Niveau hat.

Nach Bohrs Atommodell ist das in Kreisbewegung befindliche Elektron auf dem dem Kern am nächsten gelegenen Energieniveau stabil und emittiert kein Licht. Wenn dem Elektron genügend Energie gegeben wird, springt das Elektron auf ein Energieniveau, das höher ist als das Energieniveau, auf dem es sich befindet.

In diesem Zustand ist das Atom instabil. Zur Stabilisierung kehrt das Elektron zu seinem alten Energieniveau zurück und startet ein Photon (Strahl- / Wellenteilchen) mit einer Energie, die dem empfangenen Energieniveau entspricht. 

Was waren die Fehler in Bohrs Atommodell?

  • Da Elektronen sehr schnell sind, müssen sie nicht nur in der klassischen Physik, sondern auch in der Relativitätstheorie berücksichtigt werden.

  • Bohrs Atommodell kann nur die Spektren einzelner Elektronenatome (Wasserstoffatome) erklären. Es kann die Spektren von Mehrelektronenatomen nicht erklären.

  • Die Welle-Teilchen-Dualität (De-Broglie-Hypothese) wurde in Bohrs Atommodell nicht berücksichtigt.

  • Nach dem Unsicherheitsprinzip von Werner Heisenberg können Ort und Geschwindigkeit des Elektrons im Atom nicht gleichzeitig mit absoluter Sicherheit bestimmt werden. Daher ist das Konzept der "Umlaufbahn" falsch.

  • Neutronen werden nicht erwähnt.

Autor:

Erscheinungsdatum: 23. April 2021
Geändert am: 23. April 2021