Model Atom Karakteristik Sommerfeld, Postulat dan Keterbatasan



itu Model atom Sommerfeld adalah versi yang disempurnakan dari model Bohr, di mana perilaku elektron dijelaskan oleh adanya tingkat energi yang berbeda di dalam atom. Arnold Sommerfeld menerbitkan proposal pada tahun 1916 yang menjelaskan keterbatasan model ini dengan menerapkan teori relativitas Einstein.

Fisikawan Jerman yang luar biasa menemukan bahwa dalam beberapa atom elektron mencapai kecepatan mendekati kecepatan cahaya. Mengingat hal ini, ia memilih untuk mendasarkan analisisnya pada teori relativistik. Keputusan ini kontroversial untuk saat itu, karena teori relativitas belum diterima di komunitas ilmiah saat itu.

Dengan cara ini, Sommerfeld menantang ajaran ilmiah waktu itu dan mengambil pendekatan yang berbeda untuk pemodelan atom.

Indeks

  • 1 Karakteristik 
    • 1.1 Keterbatasan model atom Bohr
    • 1.2 Kontribusi Sommerfeld
  • 2 Eksperimen
  • 3 Postulat
    • 3.1 Nomor kuantum utama "n"
    • 3.2 Nomor kuantum sekunder "I"
  • 4 Keterbatasan
  • 5 Referensi

Fitur 

Keterbatasan model atom Bohr

Model atom Sommerfeld muncul untuk menyempurnakan kekurangan model atom Bohr. Proposisi model ini, secara garis besar, adalah sebagai berikut:

- Elektron menggambarkan orbit melingkar di sekitar inti, tanpa memancarkan energi.

- Tidak semua orbit dimungkinkan. Hanya orbit yang diaktifkan yang momentum sudut elektronnya memenuhi karakteristik tertentu. Perlu dicatat bahwa momentum sudut suatu partikel bergantung pada ringkasan semua besaran (kecepatan, massa, dan jarak) sehubungan dengan pusat belokan..

- Energi yang dilepaskan ketika elektron turun dari satu orbit ke orbit lainnya dipancarkan dalam bentuk energi cahaya (foton).

Meskipun model atom Bohr menggambarkan dengan sempurna perilaku atom hidrogen, postulatnya tidak dapat ditiru oleh tipe elemen lainnya.

Ketika menganalisis spektrum yang diperoleh dari atom unsur selain hidrogen, terdeteksi bahwa elektron yang terletak pada tingkat energi yang sama dapat mengandung energi yang berbeda..

Dengan demikian, masing-masing basis model dapat disangkal dari perspektif fisika klasik. Dalam daftar berikut dijelaskan teori-teori yang bertentangan dengan model, sesuai dengan penomoran sebelumnya:

- Menurut hukum elektromagnetik Maxwell, semua muatan yang dikenakan percepatan memancarkan energi dalam bentuk radiasi elektromagnetik.

- Mengingat posisi fisika klasik, tidak dapat dibayangkan bahwa elektron tidak dapat mengorbit dengan bebas pada jarak berapa pun dari nukleus.

- Pada saat itu, komunitas ilmiah memiliki keyakinan yang kuat tentang sifat gelombang cahaya, dan gagasan untuk menghadirkan dirinya sebagai sebuah partikel tidak dipertimbangkan sampai saat itu..

Kontribusi Sommerfeld

Arnold Sommerfeld menyimpulkan bahwa perbedaan energi antara elektron - walaupun mereka berada pada tingkat energi yang sama - disebabkan oleh adanya sub-level energi dalam setiap level.

Sommerfeld bergantung pada Hukum Coulomb untuk menyatakan bahwa jika sebuah elektron mengalami gaya yang berbanding terbalik dengan kuadrat jarak, jalur yang digambarkan harus elips dan tidak melingkar secara ketat.

Selain itu, didasarkan pada teori relativitas Einstein untuk memberikan perlakuan berbeda pada elektron, dan mengevaluasi perilaku mereka berdasarkan kecepatan yang dicapai oleh partikel-partikel fundamental ini..

Eksperimen

Penggunaan spektroskop resolusi tinggi untuk analisis teori atom mengungkapkan adanya garis spektral yang sangat halus yang belum terdeteksi oleh Niels Bohr, dan model yang diusulkan olehnya tidak memberikan solusi..

Mengingat hal ini, Sommerfeld mengulangi percobaan dekomposisi cahaya dalam spektrum elektromagnetiknya dengan menggunakan elektroskop generasi berikutnya saat itu..

Dari penyelidikannya, Sommerfeld menyimpulkan bahwa energi yang terkandung dalam orbit stasioner elektron bergantung pada panjang semiax elips yang menggambarkan orbit tersebut..

Ketergantungan ini diberikan oleh hasil bagi yang ada antara panjang sumbu semimajor dan panjang sumbu semimajor dari elips, dan nilainya relatif..

Oleh karena itu, ketika sebuah elektron berubah dari satu tingkat energi ke tingkat yang lebih rendah, orbit yang berbeda dapat diaktifkan tergantung pada panjang sumbu semimajor dari elips..

Selain itu, Sommerfeld juga mengamati bahwa garis spektral sedang berlangsung. Penjelasan bahwa ilmuwan dikaitkan dengan fenomena ini adalah fleksibilitas dari orbit, karena ini bisa berbentuk elips atau melingkar.

Dengan cara ini, Sommerfeld menjelaskan mengapa garis spektral tipis dihargai ketika melakukan analisis dengan spektroskop.

Postulat

Setelah beberapa bulan penelitian menerapkan hukum Coulomb dan teori relativitas untuk menjelaskan kekurangan model Bohr, pada tahun 1916 Sommerfeld mengumumkan dua modifikasi dasar pada model yang disebutkan:

- Orbit elektron dapat berbentuk lingkaran atau elips.

- Elektron mencapai kecepatan relativistik; yaitu, nilai yang mendekati kecepatan cahaya.

Sommerfeld mendefinisikan dua variabel kuantum yang memungkinkan menggambarkan momentum sudut orbital dan bentuk orbital untuk setiap atom. Ini adalah:

Nomor kuantum utama "n"

Hitung sumbu semimajor dari elips yang dijelaskan oleh elektron.

Bilangan kuantum sekunder "I"

Hitung semiaxis minor elips yang dijelaskan oleh elektron.

Nilai terakhir ini, juga dikenal sebagai bilangan kuantum azimut, ditetapkan dengan huruf "I" dan memperoleh nilai mulai dari 0 hingga n-1, di mana n adalah bilangan kuantum utama atom.

Bergantung pada nilai nomor kuantum azimut, Sommerfeld menugaskan berbagai denominasi untuk orbit, sebagaimana dirinci di bawah ini:

- l = 0 → S orbital.

- l = 1 → orbital utama orbital p.

- l = 2 → orbital difus orbital d.

- I = 3 → orbital fundamental orbital f.

Selain itu, Sommerfeld menunjukkan bahwa inti atom tidak statis. Menurut model yang diusulkan olehnya, baik nukleus dan elektron bergerak di sekitar pusat massa atom.

Keterbatasan

Kekurangan utama dari model atom Sommerfeld adalah sebagai berikut:

- Asumsi bahwa momentum sudut dikuantifikasi sebagai produk massa dengan kecepatan dan jari-jari gerak adalah salah. Momentum sudut tergantung pada sifat gelombang elektron.

- Model ini tidak menentukan apa yang memicu lompatan elektron dari satu orbit ke orbit lain, juga tidak dapat menggambarkan perilaku sistem selama transisi elektron antara orbit stabil..

- Di bawah sila model, tidak mungkin untuk mengetahui intensitas frekuensi emisi spektral.

Referensi

  1. Bathia, L. (2017). Model atom Sommerfeld. Diperoleh dari: chemistryonline.guru.
  2. Jelaskan secara rinci bagaimana Sommerfeld memperluas Teori Bohr (s.f.). Diperoleh dari: thebigger.com
  3. Méndez, A. (2010). Model atom Sommerfeld. Diperoleh dari: quimica.laguia2000.com
  4. Model atom Bohr-Sommerfeld (s.f.). IES Magdalena. Avilés, Spanyol. Diperoleh dari: fisquiweb.es
  5. Parker, P. (2001). Model atom Bohr-Sommerfeld. Project Physnet. Universitas Negeri Michigan. Michigan, AS Diperoleh dari: physnet.org