نموذج بور عبارة عن نموذج يحتوي على ذرة تتكون من نواة لها شحنة موجبة تدور حولها إلكترونات سالبة، ويطلق أحيانا على نموذج بور نموذج رذرفورد بور، وإذا نظرت في بحث عن نموذج بور الذري ، ستجد أن من اقترحه هو نيلز بور لهذا سمي بهذا الاسم، وكان هذا عام 1915، وقد كان تعديل لنموذج رذرفورد للذرة، وهذا النموذج مبني على ميكانيكا الكم .
ما هي مميزات بور
على الرغم من أن نموذج بور يحتوي على أخطاء سوف نتعرف عليها لاحقا، إلا أن له عدد من المميزات مثل :
1- نموذج بور يصف معظم خواص النظرية الذرية الحالية، وهذا دون استخدام معادلات رياضية عالية المستوى .
2- يشرح نموذج بور صيغة ريدبرج لخطوط الانبعاث الطيفي للهيدروجين الذري، وهذا على عكس كل النماذج السابقة .
3- يعد نموذج بور نموذج كوكبي، وهذا يعني أن الإلكترونات ذات الشحنة السالبة تدور حول النواة ذات الشحنة الموجبة، بنفس الطريقة التي تدور بها الكواكب حول الشمس .
4- تدور الإلكترونات في نموذج بور حول النواة في مدارات، وهذه المدارات لها حجم وطاقة ثابتة .
5- ترتبط طاقة المدار بحجمه، بحيث تقل الطاقة كلما كان حجم المدار أصغر .
6- يمتص الإشعاع أو يبعث حين يقوم الإلكترون بالانتقال من مدار إلى آخر .
7- يشرح نموذج بور أيضا الخواض الذرية التي لم يتم شرحها من قبل، فمثلا قد أوضح نموذج الأغلفة في نظام بور الأثقل سبب صغر حجم الذرات في كل صف من الجدول الدوري، على الرغم من أن لها عدد كبير من البروتونات والإلكترونات .
8- أوضح النموذج أيضا سبب خمول الغازات النبيلة، وأنها لم تقوم بجذب الذرات على الجانب الأيسر من الجدول الدوري للإلكترونات، بينما تفقدها الذرات التي توجد على الجانب الأيمن، وبالتالي فقد أكد النموذج أن الإلكترونات التي توجد في الأغلفة لا تتفاعل مع بعضها، لكن النموذج لم يوضح سبب ذلك .
ما هو نموذج بور للذرات الأثقل
1- الذرات الأثقل هي ذرات تحتوي على بروتونات أكثر في نواتها من ذرة الهيدروجين، وهذا يعني أنها تحتاج لمزيد من الإلكترونات لكي تلغي الشحنة الموجبة لهذه البروتونات .
2- كان بور يعتقد أن كل مدار إلكتروني لا يتحمل إلا عدد من الإلكترونات فقط، وبمجرد أن تمتلئ أحد هذه المستويات، يتم دفع الإلكترونات الإضافية للمستوى التالي، وهذا ما وصف به نموذج بور للذرات الأثقل الأغلفة الإلكترونية .
عيوب نموذج بور
1- هذا النموذج يقوم بانتهاك مبدأ هايزنبرغ لعدم اليقين، وذلك لأنه يقول أن الإلكترونات لها مدار معروف وموقع معروف .
2- يوفر هذا النموذج قيمة غير صحيحة للزخم الزاوي المداري .
3- يوفر هذا النموذج تنبؤات غير صحيحة عن أطياف الذرات الأكبر .
4- لا يستطيع هذا النموذج أن يتنبأ بالكثافة النسبية للخطوط الطيفية .
5- لا يمكن لهذا النموذج أن يقوم بتفسير البنية الدقيقة والبنية فائقة الدقة بالخطوط الطيفية .
6- لا يقوم النموذج بتفسير تأثير زيمان .
التحسينات في نموذج بور
كان أبرز تحسينات نموذج بور هو نموذج سومرفيلد، والذي يطلق عليه اسم نموذج بور سومرفيلد أيضا، حيث تدور الإلكترونات في هذا النموذج في مدارات بيضاوية حول النواة لا مدارات دائرية، وقد كان نموذج سومرفيلد أفضل من بور في شرح تأثيرات الطيفية الذرية، مثل : تأثير ستارك في انقسام الخطوط الطيفية، لكنه لم يستطع مع ذلك استيعاب عدد الكم المغناطيسي .
تم استبدال نموذج بور والنماذج التي بنيت عليه في نهاية الأمر بنموذج وولفجانج باولي الذي يقوم على ميكانيكا الكم، وذلك في عام 1925، وتم تحسين هذا النموذج وإنتاج النموذج الأحدث الذي قام بتقديمه شرودنجر عام 1926، والذي يشرح الآن سلوك ذرة الهيردوجين من خلال استخدام ميكانيكا الموجات لوصف المدارات الذرية .
ما هي مميزات بور
على الرغم من أن نموذج بور يحتوي على أخطاء سوف نتعرف عليها لاحقا، إلا أن له عدد من المميزات مثل :
1- نموذج بور يصف معظم خواص النظرية الذرية الحالية، وهذا دون استخدام معادلات رياضية عالية المستوى .
2- يشرح نموذج بور صيغة ريدبرج لخطوط الانبعاث الطيفي للهيدروجين الذري، وهذا على عكس كل النماذج السابقة .
3- يعد نموذج بور نموذج كوكبي، وهذا يعني أن الإلكترونات ذات الشحنة السالبة تدور حول النواة ذات الشحنة الموجبة، بنفس الطريقة التي تدور بها الكواكب حول الشمس .
4- تدور الإلكترونات في نموذج بور حول النواة في مدارات، وهذه المدارات لها حجم وطاقة ثابتة .
5- ترتبط طاقة المدار بحجمه، بحيث تقل الطاقة كلما كان حجم المدار أصغر .
6- يمتص الإشعاع أو يبعث حين يقوم الإلكترون بالانتقال من مدار إلى آخر .
7- يشرح نموذج بور أيضا الخواض الذرية التي لم يتم شرحها من قبل، فمثلا قد أوضح نموذج الأغلفة في نظام بور الأثقل سبب صغر حجم الذرات في كل صف من الجدول الدوري، على الرغم من أن لها عدد كبير من البروتونات والإلكترونات .
8- أوضح النموذج أيضا سبب خمول الغازات النبيلة، وأنها لم تقوم بجذب الذرات على الجانب الأيسر من الجدول الدوري للإلكترونات، بينما تفقدها الذرات التي توجد على الجانب الأيمن، وبالتالي فقد أكد النموذج أن الإلكترونات التي توجد في الأغلفة لا تتفاعل مع بعضها، لكن النموذج لم يوضح سبب ذلك .
ما هو نموذج بور للذرات الأثقل
1- الذرات الأثقل هي ذرات تحتوي على بروتونات أكثر في نواتها من ذرة الهيدروجين، وهذا يعني أنها تحتاج لمزيد من الإلكترونات لكي تلغي الشحنة الموجبة لهذه البروتونات .
2- كان بور يعتقد أن كل مدار إلكتروني لا يتحمل إلا عدد من الإلكترونات فقط، وبمجرد أن تمتلئ أحد هذه المستويات، يتم دفع الإلكترونات الإضافية للمستوى التالي، وهذا ما وصف به نموذج بور للذرات الأثقل الأغلفة الإلكترونية .
عيوب نموذج بور
1- هذا النموذج يقوم بانتهاك مبدأ هايزنبرغ لعدم اليقين، وذلك لأنه يقول أن الإلكترونات لها مدار معروف وموقع معروف .
2- يوفر هذا النموذج قيمة غير صحيحة للزخم الزاوي المداري .
3- يوفر هذا النموذج تنبؤات غير صحيحة عن أطياف الذرات الأكبر .
4- لا يستطيع هذا النموذج أن يتنبأ بالكثافة النسبية للخطوط الطيفية .
5- لا يمكن لهذا النموذج أن يقوم بتفسير البنية الدقيقة والبنية فائقة الدقة بالخطوط الطيفية .
6- لا يقوم النموذج بتفسير تأثير زيمان .
التحسينات في نموذج بور
كان أبرز تحسينات نموذج بور هو نموذج سومرفيلد، والذي يطلق عليه اسم نموذج بور سومرفيلد أيضا، حيث تدور الإلكترونات في هذا النموذج في مدارات بيضاوية حول النواة لا مدارات دائرية، وقد كان نموذج سومرفيلد أفضل من بور في شرح تأثيرات الطيفية الذرية، مثل : تأثير ستارك في انقسام الخطوط الطيفية، لكنه لم يستطع مع ذلك استيعاب عدد الكم المغناطيسي .
تم استبدال نموذج بور والنماذج التي بنيت عليه في نهاية الأمر بنموذج وولفجانج باولي الذي يقوم على ميكانيكا الكم، وذلك في عام 1925، وتم تحسين هذا النموذج وإنتاج النموذج الأحدث الذي قام بتقديمه شرودنجر عام 1926، والذي يشرح الآن سلوك ذرة الهيردوجين من خلال استخدام ميكانيكا الموجات لوصف المدارات الذرية .
