Différence clé - Modèle Bohr vs Quantum
Le modèle de Bohr et le modèle quantique sont des modèles qui expliquent la structure d'un atome. Le modèle de Bohr est également appelé modèle de Rutherford-Bohr car il s'agit d'une modification du modèle de Rutherford. Le modèle de Bohr a été proposé par Niels Bohr en 1915. Le modèle quantique est le modèle moderne d'un atome. La principale différence entre le modèle de Bohr et le modèle quantique est que le modèle de Bohr indique que les électrons se comportent comme des particules, tandis que le modèle quantique explique que l'électron a à la fois un comportement de particule et d'onde.
Qu'est-ce que le modèle de Bohr ?
Comme mentionné ci-dessus, le modèle de Bohr est une modification du modèle de Rutherford puisque le modèle de Bohr explique la structure de l'atome comme composé d'un noyau entouré d'électrons. Mais le modèle de Bohr est plus avancé que le modèle de Rutherford car il dit que les électrons voyagent toujours dans des coquilles ou des orbites spécifiques autour du noyau. Cela indique également que ces coquilles ont des énergies différentes et sont de forme sphérique. Cela a été suggéré par les observations des spectres de raies de l'atome d'hydrogène.
En raison de la présence de raies discrètes dans le spectre des raies, Bohr a déclaré que les orbitales d'un atome ont des énergies fixes et que les électrons peuvent sauter d'un niveau d'énergie à l'autre en émettant ou en absorbant de l'énergie, ce qui donne une raie dans le spectres de raies.
Principaux postulats du modèle de Bohr
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Les électrons se déplacent autour du noyau dans des orbitales sphériques qui ont une taille et une énergie fixes.
- Chaque orbite a un rayon différent et est nommée du noyau vers l'extérieur comme n=1, 2, 3, etc. ou n=K, L, M, etc. où n est le nombre de niveau d'énergie fixe.
- L'énergie d'une orbitale est liée à sa taille.
- La plus petite orbite a la plus faible énergie. L'atome est complètement stable lorsque les électrons sont au niveau d'énergie le plus bas.
- Lorsqu'un électron se déplace sur une certaine orbite, l'énergie de cet électron est constante.
- Les électrons peuvent passer d'un niveau d'énergie à un autre en absorbant ou en libérant de l'énergie.
- Ce mouvement provoque des radiations.
Le modèle de Bohr correspond parfaitement à l'atome d'hydrogène qui a un seul électron et un petit noyau chargé positivement. En dehors de cela, Bohr a utilisé la constante de Plank pour calculer l'énergie des niveaux d'énergie de l'atome.
Figure 01: Le modèle de Bohr pour l'hydrogène
Mais le modèle de Bohr présentait peu d'inconvénients lorsqu'il s'agissait d'expliquer la structure atomique d'atomes autres que l'hydrogène.
Limites du modèle de Bohr
- Le modèle de Bohr n'a pas pu expliquer l'effet Zeeman (effet du champ magnétique sur le spectre atomique).
- Il n'a pas pu expliquer l'effet Stark (effet du champ électrique sur le spectre atomique).
- Le modèle de Bohr ne parvient pas à expliquer les spectres atomiques des atomes plus gros.
Qu'est-ce que le modèle quantique ?
Bien que le modèle quantique soit beaucoup plus difficile à comprendre que le modèle de Bohr, il explique avec précision les observations concernant les atomes grands ou complexes. Ce modèle quantique est basé sur la théorie quantique. Selon la théorie quantique, un électron a une dualité particule-onde et il est impossible de localiser la position exacte de l'électron (principe d'incertitude). Ainsi, ce modèle est principalement basé sur la probabilité qu'un électron se trouve n'importe où sur l'orbite. Il indique également que les orbitales ne sont pas toujours sphériques. Les orbitales ont des formes particulières pour différents niveaux d'énergie et sont des structures 3D.
Selon le modèle quantique, un électron peut recevoir un nom à l'aide de nombres quantiques. Quatre types de nombres quantiques sont utilisés ici;
- Principe du nombre quantique, n
- Nombre quantique de moment angulaire, I
- Nombre quantique magnétique, ml
- Nombre quantique de spin, ms
Le nombre quantique principal explique la distance moyenne de l'orbite au noyau et le niveau d'énergie. Le nombre quantique de moment cinétique explique la forme de l'orbite. Le nombre quantique magnétique décrit l'orientation des orbitales dans l'espace. Le nombre quantique de spin donne la rotation d'un électron dans un champ magnétique et les caractéristiques ondulatoires de l'électron.
Figure 2: Structure spatiale des orbitales atomiques.
Quelle est la différence entre le modèle Bohr et Quantum ?
Bohr contre le modèle quantique |
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| Le modèle de Bohr est un modèle atomique proposé par Niels Bohr (en 1915) pour expliquer la structure d'un atome. | Le modèle quantique est un modèle atomique qui est considéré comme le modèle atomique moderne pour expliquer avec précision la structure d'un atome. |
| Comportement des électrons | |
| Le modèle de Bohr explique le comportement particulaire d'un électron. | Le modèle quantique explique la dualité onde-particule d'un électron. |
| Applications | |
| Le modèle de Bohr peut être appliqué pour l'atome d'hydrogène mais pas pour les gros atomes. | Le modèle quantique peut être utilisé pour n'importe quel atome, y compris les plus petits et les gros atomes complexes. |
| Forme des orbitales | |
| Le modèle de Bohr ne décrit pas les formes exactes de chaque orbitale. | Le modèle quantique décrit toutes les formes possibles qu'une orbitale peut avoir. |
| Effets électromagnétiques | |
| Le modèle de Bohr n'explique pas l'effet Zeeman (effet du champ magnétique) ou l'effet Stark (effet du champ électrique). | Le modèle quantique explique précisément les effets Zeeman et Stark. |
| Numéros quantiques | |
| Le modèle de Bohr ne décrit pas les nombres quantiques autres que le nombre quantique principal. | Le modèle quantique décrit les quatre nombres quantiques et les caractéristiques d'un électron. |
Résumé – Modèle Bohr vs Quantum
Bien que plusieurs modèles atomiques différents aient été proposés par les scientifiques, les modèles les plus notables étaient le modèle de Bohr et le modèle quantique. Ces deux modèles sont étroitement liés mais le modèle quantique est beaucoup plus détaillé que le modèle de Bohr. Selon le modèle de Bohr, un électron se comporte comme une particule alors que le modèle quantique explique que l'électron a à la fois un comportement particulaire et ondulatoire. C'est la principale différence entre Bohr et le modèle quantique.
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