Hauptunterschied – Bohr vs. Rutherford-Modell
Das Konzept der Atome und ihrer Struktur wurde erstmals 1808 von John Dolton eingeführt. Er erklärte die Gesetze der chemischen Kombination, indem er Atome als unsichtbare Teilchen ohne Struktur betrachtete. Dann schlug der neuseeländische Physiker Ernest Rutherford 1911 vor, dass Atome aus zwei Komponenten bestehen: einem positiv geladenen Kern im Zentrum des Atoms und negativ geladenen Elektronen im extranuklearen Teil des Atoms. Bestimmte Theorien wie die von Maxwell vorgestellte elektromagnetische Theorie konnten mit Rutherfords Modell nicht erklärt werden. Aufgrund solcher Einschränkungen in Rutherfords Modell schlug der dänische Physiker Niels Bohr 1913 ein neues Modell vor, das auf der Quantentheorie der Strahlung basiert. Bohrs Modell wurde weitgehend akzeptiert und er erhielt für seine Arbeit den Nobelpreis. Obwohl es weitgehend akzeptiert wurde, weist es immer noch gewisse Nachteile und Einschränkungen auf. Der Hauptunterschied zwischen dem Bohr-Modell und dem Rutherford-Modell besteht darin, dass Elektronen im Rutherford-Modell in jeder Umlaufbahn um den Kern kreisen können, während Elektronen im Bohr-Modell in einer bestimmten Schale kreisen können.
Was ist das Bohr-Modell?
Bohrs Modell wurde 1922 von Niels Bohr vorgeschlagen, um die Struktur des Atoms zu erklären. In diesem Modell erwähnte Bohr, dass der größte Teil der Atommasse im zentralen Kern liegt, der Protonen und Elektronen enthält, die in bestimmten Energieniveaus angeordnet sind und sich um den Kern drehen. Das Modell schlug auch eine elektronische Konfiguration vor, die die Anordnung von Elektronen in kreisförmigen Bahnen erklärt, die als K, L, M, N usw. bezeichnet werden. Atome mit vollständigen Elektronenkonfigurationen sind nicht aktiv. Die Elektronenkonfiguration bestimmt die Reaktivität des Atoms.
Abbildung 01: Bohr-Modell
Bohrs Modell kann das Spektrum des Wasserstoffatoms erklären, aber es kann die Reaktivität von Mehrelektronenatomen nicht vollständig erklären. Darüber hinaus erklärt es nicht den Zeeman-Effekt, bei dem sich jede Spektrallinie in Gegenwart eines externen Magnetfelds in mehrere Linien aufsp altet. In diesem Modell wird ein Elektron nur als Teilchen betrachtet. Der französische Physiker de Broglie entdeckte jedoch, dass Elektronen sowohl Wellen- als auch Teilcheneigenschaften haben. Später stellte ein Physiker ein weiteres Prinzip vor, das Heisenbergsche Unbestimmtheitsprinzip, das die Unmöglichkeit der gleichzeitigen Bestimmung der exakten Position und des Impulses kleiner sich bewegender Teilchen wie Elektronen erklärt. Mit dieser Erfindung erlebte Bohrs Modell einen schweren Rückschlag.
Was ist das Rutherford-Modell?
1911 schlug Ernest Rutherford Rutherfords Modell vor. Es besagt, dass das Atom (das Volumen) hauptsächlich aus Raum besteht und die Masse des Atoms im Kern, dem Kern des Atoms, zentriert ist. Der Kern ist positiv geladen und das Elektron umkreist den Kern. Die Umlaufbahnen haben keine bestimmten Bahnen. Da Atome außerdem neutral sind, haben sie gleiche positive (im Kern) und negative Ladungen (Elektronen).
Abbildung 02: Rutherford-Atom
Rutherfords Modell konnte die elektromagnetische Theorie, die Stabilität von Atomen und die Existenz bestimmter Linien im Wasserstoffspektrum nicht erklären.
Was ist der Unterschied zwischen dem Bohr- und dem Rutherford-Modell?
Bohr vs. Rutherford-Modell |
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| Bohr-Modell wurde 1922 von Niels Bohr vorgeschlagen. | Das Rutherford-Modell wurde 1911 von Ernest Rutherford vorgeschlagen. |
| Theorie | |
| Der größte Teil der Atommasse liegt im Zentralkern, der Protonen enthält, und die Elektronen sind in bestimmten Energieniveaus oder Schalen angeordnet. | Der größte Teil des Atoms besteht aus leerem Raum. Das Zentrum des Atoms enthält einen positiv geladenen Kern und seine negativ geladenen Elektronen befinden sich in dem Raum, der den Kern umgibt. |
| Emission von Elektronenstrahlung | |
| Elektronen senden nur Wellen bestimmter Frequenzen aus. | Elektronen senden Wellen aller Frequenzen aus. |
| Elektronenemissionsspektrum | |
| Elektronenemissionsspektrum ist ein Linienspektrum. | Elektronenemissionsspektrum ist ein kontinuierliches Spektrum. |
Zusammenfassung – Bohr vs. Rutherford-Modell
Sowohl das Bohr- als auch das Rutherford-Modell sind Planetenmodelle, die die atomare Struktur bis zu einem gewissen Grad erklären. Diese Modelle haben Einschränkungen und erklären einige moderne Prinzipien der Physik nicht. Diese Modelle tragen jedoch wesentlich zu modernen fortschrittlichen Modellen bei, die die atomare Struktur erklären. Das Bohr-Modell besagt, dass sich der größte Teil der Atommasse im zentralen Kern befindet, der Protonen enthält, und dass Elektronen in bestimmten Energieniveaus oder Schalen angeordnet sind, was zu einem Elektronenlinienspektrum führt. Rutherfords Modell besagt, dass der größte Teil des Atoms aus einem leeren Raum besteht und das Zentrum des Atoms einen positiv geladenen Kern enthält, der von negativ geladenen Elektronen umgeben ist, was zu einem kontinuierlichen Elektronenspektrum führt. Dies ist der Unterschied zwischen dem Bohr- und dem Rutherford-Modell.
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