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Tutorial MenueAtombauLerneinheit 4 von 8

Bohr'sches Atommodell

Kritik am Bohr'schen Atommodell

Trotz des großen Erfolgs bei der Berechnung des Wasserstoffspektrums haften dem Bohr'schen Modell grundsätzliche Mängel an. Nach den Gesetzen der Elektrodynamik müsste das Elektron als bewegte Ladung elektromagnetische Wellen abstrahlen, damit an Energie verlieren, langsamer werden, seine Kreisbahn verlassen und auf den Kern zustürzen. Bohr war sich dieses Mangels natürlich durchaus bewusst. Weil eine plausible physikalische Erklärung nicht möglich erschien, postulierte er, dass diese Gesetze für Elektronen auf den erlaubten Schalen nicht gelten sollten.

Nach der Bohr'schen Theorie müsste das Wasserstoffatom ein magnetisches Moment haben und im Magnetfeld ausrichtbar sein (Fraser-Experiment). Diese theoretische Betrachtung steht im Widerspruch zum experimentellen Befund (Kugelsymmetrie des H-Atoms).

Abb.1
Magnetisches Moment einer Leiterschleife bzw. das magnetische Moment, das durch eine im Kreis umlaufende Ladung erzeugt wird.

Für das magnetische Moment μ gilt in diesem Fall: μ = i A . Weiter kann man den Umfang ausdrücken als U = v T und die während eines Umlaufes geflossene Ladung als Q = i T . Für die Umlaufgeschwindigkeit des Elektrons gilt nach Bohr: v = h n m 2 π r . Also kann man Q auch schreiben als Q = i 2 r π v . Nun setzen wir für Q die Ladung e für das Elektron ein und lösen nach i auf: i = e h n 4 m π 2 r 2 . Für das magnetische Moment muss also gelten: μ = i A = i π r 2 = e h n 4 π m .

Dieses magnetische Moment, das das H-Atom nach der Bohr'schen Theorie haben sollte, ist experimentell nicht nachweisbar - man versuchte deshalb schon bald, das Bohr'sche Modell zu verbessern.

Zusammenfassend lassen sich Leistungen und Unzulänglichkeiten des Bohr'schen Atommodells wie folgt zusammenfassen:

  • Leistungen
    • Interpretation des Wasserstoffspektrums und ähnlicher Spektren
    • Berechnung der Bahnradien des Wasserstoffs
    • Berechnung der Energiezustände des Wasserstoffs
    • Quantitative Interpretation des Periodensystems der Elemente
  • Unzulänglichkeiten:
    • Die Theorie basiert auf Postulaten.
    • Die Interpretation von Mehrelektronensystemen ist nicht möglich.
    • Chemische Bindungen können, mit Ausnahme der Ionenbindung, nicht erklärt werden.
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