قبل أن نبدأ في استعراض تفاصيل الموضوع، يُمكننا تلخيصه في فقرة واحدة مُتضمنة نظرة بور للتركيب الذري، وهي عبارة عن أن الالكترونات تدور حول النواة في مجموعة من المدارات، التي تبعد عن نواة الذرة مسافة كبيرة، عندما يغير الكترون ما مداره، فهو يفعل ذلك في حركة نوعية مفاجئة، حيث ينبعث فرق الطاقة بين المدار الأولي والنهائي من الذرة على شكل حُزَم مِنَ الإشعاع الكهرومغناطيسي تُسمى الفوتونات.
ما هو نموذج بور الذري
استند نموذج بور على ملاحظاته على الطيف الناتج من تسخين أبسط الذرات، وهي ذرة الهيدروجين، فعند تسخين هذه الذرة ينبعث منها اشعاعات، بعد ذلك نقوم بتعريضها لمنشور ثلاثي، فالمنشور الثلاثي يجعل الضوء الأبيض ينحرف، وينتج لنا كل ألوان الطيف المرئي. وكل لون يتوافق مع كمية محددة من الطاقة؛ ولكن عند تمرير الضوء المنبعث من ذرة الهيدروجين من خلال منشور ثلاثي، يتم عندها رؤية ألوان معينة من الضوء فقط، هذه الألوان متوافقة مع كمية الطاقة التي انتجها الاليكترون عندما تحرك من مدار لمدار.
هذا ما دفع بور إلى أن يقول بأن الالكترونات لها كمات من الطاقة محددة في الذرة، وبواسطة الألوان التي انبعثت من ذرة الهيدروجين ، استطاع بور أن يستخدم هذه طاقات هذه الألوان لمعرفة كمات الطاقة التي يمكن أن يمتلكها الالكترون الوحيد في ذرة الهيدروجين. وهنا عَلِمَ بور أن الالكترون يجب أن يطلق، أو يتمص، كمية من الطاقة حتى يغير مداره، حيث أن الاختلافات بين طاقات الضوء المرئي في الطيف الذري يجب أن تتوافق مع الأختلاف بين طاقات المدارات التي يدور فيها الأليكترون.
نموذج بور للذرة يقترح أن الالكترونات تدور حول النواة في مسافات محددة مُسبَقًا. إعتقدَ بور أن كل مدار له طاقة معينة، لذلك قال أن الالكترون إذا كان في مستوى طاقة في ذرة مستقرة، يكون الالكترون في أدنى مستوى طاقة ولكن عند إضافة الطاقة إلى الذرة يقفز الالكترون إلى مستوى أعلى لأن لديه الآن المزيد من الطاقة. عندما يعود الالكترون إلى حالة الخمول (أو الحالة الأكثر استقرارًا، وأقل طاقة)، فإن عليه أن يبعث طاقة، وهو يفعل ذلك في شكل ضوء “فوتونات”.
نموذج بور طُبِّقَ بنجاح على ذرة الهيدروجين، لكنه فشل عندما تم تطبيقه على ذرات أخرى أكثر تعقيدًا، ومع أنه احتوى على بعض الأخطاء، إلا أنه كان مهمًا لأنه يصف معظم الملامح المقبولة من النظرية الذرية دون استخدام الرياضيات عالية المستوى الموجودة في النسخة الحديثة. على عكس النماذج السابقة، نموذج بور يفسر صيغة ريدبيرج Rydberg لخطوط الانبعاثات الطيفية من الهيدروجين الذري.
النقاط الرئيسية لنموذج بور الذري
- تتخذ الالكترونات مدارات معينة حول النواة. تكون هذه المدارات مستقرة وتسمى المدارات “الثابتة”.
- كل مدار لديه طاقة مرتبطة به. على سبيل المثال المدار الأقرب إلى النواة لديه طاقة E1، والذي يليه E2 وهَلُمَ جرًا.
- ينبعث الضوء عندما يقفز إلكترون من مدار أعلى إلى مدار أدنى ويمتص الضوء عندما يقفز من مدار أدنى إلى أعلى.
- تعطى طاقة وتردد الضوء المنبعث أو الممتص بدلالة الفرق بين طاقات المدارين.
مشاكل نموذج بور الذري وعيوبه
- يتعارض مع مبدأ عدم الدقة لهايزنبرغ Heisenberg Uncertainty Principle لأنه يعتبر أن مدارات الالكترونات لها نصف قطر ومدار معروفان.
- يعطي قيمة غير صحيحة للعزم الزاوي المداري لحالة الخمود.
- توقعاته سيئة فيما يتعلق بأطياف الذرات الكبيرة.
- لا يتوقع الكثافة النسبية للخطوط الطيفية.
- لا يفسر البنية الدقيقة والبنية فائقة الدقة في الخطوط الطيفية.
- لا يفسر تأثير زيمان Zeeman Effect.
إعداد: آلاء صعيدي
تدقيق: منتظر حيدر
