Generatore del modello atomico di Bohr
Crea modelli di Bohr dei primi 20 elementi, di ioni e isotopi, con protoni e neutroni contati nel nucleo ed elettroni sui gusci 2, 8, 8, più i diagrammi di Bohr-Rutherford. Scritti per le scienze a scuola.
Esempi del modello atomico di Bohr
Quattro modelli di Bohr: magnesio etichettato, carbonio semplice, H, Li e Na a confronto e una scheda con i gusci vuoti. Ogni immagine è un render reale del suo prompt; cliccala per caricarlo e modificarlo.
Il modello di Bohr del sodio, e come disegnarlo per qualsiasi elemento
Lo schema etichettato è un atomo di sodio-23. Ogni elemento dall'idrogeno al calcio si disegna con gli stessi quattro passaggi; cambiano solo i numeri.
- 1
Conta il nucleo
Il numero atomico 11 dà 11 protoni; il numero di massa 23 − 11 dà 12 neutroni.
- 2
Due elettroni sul primo guscio
Un atomo neutro ha un elettrone per ogni protone, qui 11, e il guscio più interno ne prende 2, il suo massimo.
- 3
Otto sul secondo
Gli 8 successivi si distribuiscono in modo uniforme sul secondo cerchio, che a quel punto è completo.
- 4
Il resto sul guscio esterno
Resta un elettrone per il guscio 3: l'unico elettrone di valenza del sodio, quello che perde per diventare Na⁺.
Il modello di Bohr elemento per elemento: dall'idrogeno al calcio, ioni, isotopi e spettri
Da un modello di Bohr all'altro cambiano il numero di gusci, quanto è pieno quello esterno e che cosa c'è nel nucleo. La tabella più sotto elenca tutti gli elementi fino al calcio; questi sono i gruppi che si disegnano in modo diverso.
Modello di Bohr dell'idrogeno e dell'elio
Primo periodo: un solo guscio. Idrogeno-1: 1 protone, 0 neutroni, 1 elettrone; è l'unico atomo comune senza neutroni. I suoi isotopi differiscono solo nel nucleo: il deuterio ha 1 neutrone, il trizio 2. Elio-4: 2 protoni, 2 neutroni, 2 elettroni, che completano il primo guscio; il guscio esterno completo è il motivo per cui l'elio non reagisce.
Modelli di Bohr dal litio al neon
Secondo periodo: due gusci, 2 elettroni sul primo e da 1 a 8 sul secondo. Litio-7 3 p, 4 n, 2, 1 · berillio-9 4 p, 5 n, 2, 2 · boro-11 5 p, 6 n, 2, 3 · carbonio-12 6 p, 6 n, 2, 4 · azoto-14 7 p, 7 n, 2, 5 · ossigeno-16 8 p, 8 n, 2, 6 · fluoro-19 9 p, 10 n, 2, 7 · neon-20 10 p, 10 n, 2, 8. Molti corsi sistemano i primi quattro elettroni esterni uno alla volta, in alto, a destra, in basso, a sinistra, prima di appaiarne qualcuno, così il carbonio mostra quattro elettroni singoli, come nel suo simbolo di Lewis.
Modelli di Bohr dal sodio all'argon
Terzo periodo: tre gusci, 2 e 8 sui due interni e da 1 a 8 sul terzo. Sodio-23 11 p, 12 n, 2, 8, 1 · magnesio-24 12 p, 12 n, 2, 8, 2 · alluminio-27 13 p, 14 n, 2, 8, 3 · silicio-28 14 p, 14 n, 2, 8, 4 · fosforo-31 15 p, 16 n, 2, 8, 5 · zolfo-32 16 p, 16 n, 2, 8, 6 · cloro-35 17 p, 18 n, 2, 8, 7 · argon-40 18 p, 22 n, 2, 8, 8. Attenzione all'argon: il suo isotopo comune è l'argon-40, quindi ha 22 neutroni, quattro più dei protoni.
Modello di Bohr del potassio e del calcio
Quattro gusci. Potassio-39: 19 p, 20 n, 2, 8, 8, 1. Calcio-40: 20 p, 20 n, 2, 8, 8, 2. Il quarto guscio si apre mentre il terzo ne contiene solo 8, perché l'orbitale 4s ha energia più bassa del 3d; il terzo guscio si riempie verso 18 solo dallo scandio in poi, che è 2, 8, 9, 2. Disegna K e Ca con 8 elettroni sul terzo anello, non 9 o 10.
Modello di Bohr di uno ione
Stesso nucleo, numero di elettroni diverso. Na⁺: 11 p, 12 n, 10 elettroni, 2, 8: il guscio esterno è sparito. Cl⁻: 17 p, 18 n, 18 elettroni, 2, 8, 8. Mg²⁺ è 2, 8; anche O²⁻ (8 p, 8 n) e F⁻ (9 p, 10 n) sono 2, 8, la configurazione del neon; Ca²⁺ è 2, 8, 8. Metti lo ione tra parentesi quadre con la carica in alto a destra. Per mostrare il legame ionico, disegna Na e Cl affiancati con una freccia che sposta l'elettrone esterno del sodio sul cloro.
Schema di Bohr-Rutherford (nucleo e isotopi)
Un modello di Bohr che scrive per esteso il nucleo: 11 p⁺ e 12 n⁰ dentro un cerchio per il sodio, gli elettroni come puntini sugli anelli intorno, spesso con accanto il simbolo e il numero di massa. È la forma da usare per gli isotopi, che hanno la stessa distribuzione degli elettroni e differiscono solo nel nucleo: il carbonio-12 ha 6 neutroni e il carbonio-14 ne ha 8, entrambi disegnati 2, 4; il cloro-35 ha 18 neutroni e il cloro-37 ne ha 20, entrambi 2, 8, 7.
Livelli energetici dell'idrogeno e serie di Balmer
Lo schema per cui Bohr ha costruito il suo modello. I livelli hanno energia −13,6 eV / n²: −13,6 eV per n = 1, −3,40 per n = 2, −1,51 per n = 3, −0,85 per n = 4, sempre più vicini al crescere di n. Un elettrone che scende a n = 2 dà le righe di Balmer visibili: 656 nm rossa da n = 3, 486 nm blu-verde da n = 4, 434 nm e 410 nm violette da n = 5 e 6. I salti verso n = 1 danno la serie di Lyman nell'ultravioletto, quelli verso n = 3 la serie di Paschen nell'infrarosso. Disegnalo come anelli con frecce tra l'uno e l'altro, o come una scala di livelli energetici.
Distribuzione degli elettroni dei primi 20 elementi nel modello di Bohr
Protoni, neutroni dell'isotopo più abbondante ed elettroni per guscio dall'idrogeno al calcio: i numeri su cui si controlla il modello di Bohr di ogni elemento.
| Elemento | Protoni | Neutroni | Elettroni per guscio |
|---|---|---|---|
| Idrogeno (H-1) | 1 | 0 | 1 |
| Elio (He-4) | 2 | 2 | 2 |
| Litio (Li-7) | 3 | 4 | 2, 1 |
| Berillio (Be-9) | 4 | 5 | 2, 2 |
| Boro (B-11) | 5 | 6 | 2, 3 |
| Carbonio (C-12) | 6 | 6 | 2, 4 |
| Azoto (N-14) | 7 | 7 | 2, 5 |
| Ossigeno (O-16) | 8 | 8 | 2, 6 |
| Fluoro (F-19) | 9 | 10 | 2, 7 |
| Neon (Ne-20) | 10 | 10 | 2, 8 |
| Sodio (Na-23) | 11 | 12 | 2, 8, 1 |
| Magnesio (Mg-24) | 12 | 12 | 2, 8, 2 |
| Alluminio (Al-27) | 13 | 14 | 2, 8, 3 |
| Silicio (Si-28) | 14 | 14 | 2, 8, 4 |
| Fosforo (P-31) | 15 | 16 | 2, 8, 5 |
| Zolfo (S-32) | 16 | 16 | 2, 8, 6 |
| Cloro (Cl-35) | 17 | 18 | 2, 8, 7 |
| Argon (Ar-40) | 18 | 22 | 2, 8, 8 |
| Potassio (K-39) | 19 | 20 | 2, 8, 8, 1 |
| Calcio (Ca-40) | 20 | 20 | 2, 8, 8, 2 |
Oltre il calcio esistono due convenzioni. Gli schemi scolastici usano 2, 8, 8 per i primi 20 elementi, come qui; dallo scandio in poi il terzo guscio si riempie fino a 18: il ferro è 2, 8, 14, 2. Indica quale usa il tuo programma e lo schema la segue.
Modello di Bohr e modello quantomeccanico: qual è la differenza?
Il modello di Bohr mette ogni elettrone su un'orbita circolare fissa, a una distanza precisa dal nucleo; il modello quantomeccanico sostituisce le orbite con gli orbitali, regioni in cui è probabile trovare l'elettrone, descritti da quattro numeri quantici. I livelli energetici numerati di Bohr sopravvivono nel modello attuale come numero quantico principale n.
| Modello di Bohr (1913) | Modello quantomeccanico | |
|---|---|---|
| Dove sono gli elettroni | Su orbite circolari fisse | Negli orbitali: nuvole di probabilità senza traiettoria definita |
| Livelli energetici | Quantizzati, numerati n = 1, 2, 3… | Gusci n quantizzati, divisi in sottolivelli s, p, d e f |
| Numeri quantici | Uno (n) | Quattro (n, l, mₗ, mₛ) |
| Atomi descritti con esattezza | L'idrogeno e gli ioni con un solo elettrone, come He⁺ | Tutti gli atomi e le molecole |
| Che cosa spiega | Lo spettro a righe dell'idrogeno | Gli spettri, il legame chimico, il magnetismo e la struttura della tavola periodica |
| Più adatto per | Contare protoni, neutroni ed elettroni per guscio; elettroni di valenza | Configurazioni elettroniche, forme degli orbitali, diagrammi MO |
Usa il modello di Bohr per ciò che rappresenta bene: gli elettroni per guscio e quelli di valenza. Per le forme degli orbitali, i sottolivelli o i legami, disegna invece una configurazione elettronica o un diagramma degli orbitali molecolari.
Che cos'è il modello atomico di Bohr?
Il modello atomico di Bohr rappresenta l'atomo come un piccolo nucleo, con protoni e neutroni contati al suo interno, circondato da elettroni disposti su gusci circolari concentrici, riempiti dal più interno verso l'esterno. Il numero di protoni è il numero atomico, protoni più neutroni danno il numero di massa, e gli elettroni del guscio esterno sono gli elettroni di valenza, che decidono come l'elemento forma legami.
In breve
- Niels Bohr lo propose nel 1913 per l'atomo di idrogeno. Gli elettroni percorrono solo orbite permesse a energia fissa ed emettono o assorbono luce solo quando saltano dall'una all'altra: così il modello riproduceva lo spettro a righe dell'idrogeno e la costante di Rydberg.
- Un guscio contiene al massimo 2n² elettroni: 2, 8, 18, 32. Cioè 2 nel primo, 8 nel secondo e 18 nel terzo.
- Negli schemi scolastici il terzo guscio si ferma a 8 per i primi 20 elementi. Dopo l'argon gli elettroni entrano nel 4s, che sta sotto il 3d: per questo il potassio si disegna 2, 8, 8, 1 e il calcio 2, 8, 8, 2, anche se il terzo guscio potrebbe contenerne 18.
- Neutroni = numero di massa − numero atomico. Il sodio-23 ha 11 protoni e 23 − 11 = 12 neutroni; il carbonio-12 ne ha 6 di ciascuno. Un atomo neutro ha tanti elettroni quanti protoni.
- È un modello didattico, non l'immagine attuale. Le orbite fisse non spiegano gli atomi con più di un elettrone; il modello quantomeccanico le ha sostituite con gli orbitali, e la teoria degli orbitali molecolari estende l'idea ai legami chimici.
Domande frequenti sul modello atomico di Bohr
Che cosa deve contenere un modello di Bohr etichettato?
Il nucleo con il numero di protoni e neutroni, ogni guscio elettronico disegnato come un cerchio, gli elettroni come punti o crocette sui gusci e il numero di elettroni di ciascun guscio. Molte schede chiedono anche il simbolo dell'elemento, il numero atomico e il numero di massa. Questa è l'impostazione predefinita: chiedi meno etichette e vengono disegnate solo quelle.
Che cos'è uno schema di Bohr-Rutherford?
Uno schema di Bohr-Rutherford è un modello di Bohr con il nucleo scritto per esteso: il numero di protoni (p⁺) e di neutroni (n⁰) al suo interno, e gli elettroni disegnati sui gusci intorno. Il nome, usato in molti corsi di scienze canadesi, rende merito al nucleo di Rutherford del 1911 e ai gusci di Bohr del 1913. Chiedilo con questo nome e il nucleo viene etichettato in quella forma.
Quanti elettroni vanno in ogni guscio del modello di Bohr?
2 nel primo, 8 nel secondo e, per i primi 20 elementi, 8 nel terzo prima di iniziare il quarto. Il limite è 2n² (2, 8, 18, 32), ma il sottolivello 4s si riempie prima del 3d: il potassio è quindi 2, 8, 8, 1 e non 2, 8, 9.
Come trovo il numero di neutroni?
Sottrai il numero atomico dal numero di massa. L'ossigeno-16 ha 8 protoni e 16 − 8 = 8 neutroni; il cloro-35 ha 17 protoni e 18 neutroni. Se l'isotopo non è indicato, usa il più abbondante: la tabella qui sopra lo riporta per i primi 20 elementi.
Come si disegna il modello di Bohr di uno ione?
Il nucleo resta uguale; si aggiungono o si tolgono elettroni sul guscio esterno. Na⁺ perde il suo unico elettrone esterno e si disegna 2, 8 con 11 protoni; Cl⁻ ne acquista uno e si disegna 2, 8, 8 con 17 protoni, di solito tra parentesi quadre con la carica in alto a destra.
Che differenza c'è tra il modello di Bohr e la notazione di Lewis?
Il modello di Bohr mostra tutti i gusci e tutti gli elettroni; la notazione di Lewis mostra solo gli elettroni di valenza, come punti intorno al simbolo. Il sodio è 2, 8, 1 nel modello di Bohr e Na con un solo punto nella notazione di Lewis. Per molecole intere, il generatore di strutture di Lewis di questo sito disegna legami e coppie solitarie.
Perché il modello di Bohr è superato?
Più che sbagliato, è incompleto. Le orbite circolari fisse contraddicono il principio di indeterminazione e non prevedono gli spettri degli atomi con più di un elettrone; il modello quantomeccanico le ha sostituite con gli orbitali negli anni Venti. Resta nei manuali perché i suoi gusci e i suoi numeri di elettroni sono corretti e facili da disegnare.
Chi ha ideato il modello atomico di Bohr?
Niels Bohr, nel 1913, partendo dall'atomo nucleare di Ernest Rutherford del 1911. Bohr ricevette il premio Nobel per la fisica 1922 per i suoi studi sulla struttura degli atomi e sulla radiazione che emettono.
Posso fare un modello di Bohr semplice per studenti più giovani?
Sì: chiedi una versione semplice e lo schema si riduce all'essenziale: il nucleo con i suoi numeri e gli elettroni su ogni guscio, cinque etichette al massimo.
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