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: un atomo di magnesio etichettato, un atomo di carbonio semplice, H, Li e Na a confronto e una scheda vuota con i gusci da completare. Ognuno è un render reale del prompt mostrato; cliccane uno per caricare il prompt e modificarlo.
Come disegnare un modello di Bohr, con il sodio come esempio
Lo schema etichettato qui è un atomo di sodio-23. Ogni modello di Bohr 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 di ogni elemento dall'idrogeno al calcio
La maggior parte delle ricerche di un modello di Bohr nomina un solo elemento: sodio, carbonio, ossigeno, calcio. Disposti come la tavola periodica, i primi 20 modelli di Bohr mostrano lo schema che risponde alla maggior parte dei compiti senza dover contare ogni volta.
- Il periodo è il numero di gusci del modello di Bohr. Idrogeno ed elio ne hanno uno, dal litio al neon due, dal sodio all'argon tre, potassio e calcio quattro.
- Il gruppo dà gli elettroni esterni. I gruppi 1 e 2 ne hanno 1 e 2; i gruppi da 13 a 18 il numero del gruppo meno 10, da 3 nel boro a 8 nel neon. L'elio, con 2, è l'eccezione.
- Un guscio esterno completo significa gas nobile. Elio (2), neon (2, 8) e argon (2, 8, 8) sono gli elementi che non reagiscono.
Ogni casella è disegnata dai suoi conteggi per guscio. Cliccane una e il prompt del suo modello di Bohr etichettato, con nucleo e gusci già compilati, arriva nel composer.
Protoni, neutroni, gusci ed elettroni di valenza per il modello di Bohr di ogni elemento
| Elemento (isotopo comune) | Protoni | Neutroni | Elettroni per guscio | Elettroni di valenza |
|---|---|---|---|---|
| Idrogeno (H-1) | 1 | 0 | 1 | 1 |
| Elio (He-4) | 2 | 2 | 2 | 2 |
| Litio (Li-7) | 3 | 4 | 2, 1 | 1 |
| Berillio (Be-9) | 4 | 5 | 2, 2 | 2 |
| Boro (B-11) | 5 | 6 | 2, 3 | 3 |
| Carbonio (C-12) | 6 | 6 | 2, 4 | 4 |
| Azoto (N-14) | 7 | 7 | 2, 5 | 5 |
| Ossigeno (O-16) | 8 | 8 | 2, 6 | 6 |
| Fluoro (F-19) | 9 | 10 | 2, 7 | 7 |
| Neon (Ne-20) | 10 | 10 | 2, 8 | 8 |
| Sodio (Na-23) | 11 | 12 | 2, 8, 1 | 1 |
| Magnesio (Mg-24) | 12 | 12 | 2, 8, 2 | 2 |
| Alluminio (Al-27) | 13 | 14 | 2, 8, 3 | 3 |
| Silicio (Si-28) | 14 | 14 | 2, 8, 4 | 4 |
| Fosforo (P-31) | 15 | 16 | 2, 8, 5 | 5 |
| Zolfo (S-32) | 16 | 16 | 2, 8, 6 | 6 |
| Cloro (Cl-35) | 17 | 18 | 2, 8, 7 | 7 |
| Argon (Ar-40) | 18 | 22 | 2, 8, 8 | 8 |
| Potassio (K-39) | 19 | 20 | 2, 8, 8, 1 | 1 |
| Calcio (Ca-40) | 20 | 20 | 2, 8, 8, 2 | 2 |
I neutroni vengono dall'isotopo più comune. La massa atomica del cloro, 35,45, si arrotonda al numero di massa 35, quindi un modello di Bohr del cloro ha 35 − 17 = 18 neutroni; non usare mai il valore decimale. Per un altro isotopo, come il carbonio-14 o il cloro-37, indicalo nel prompt e cambia solo il nucleo.
Il modello di Bohr periodo per periodo, più ioni, isotopi e schemi di Bohr-Rutherford
I numeri sono nella tabella qui sopra. Questi sono i punti in cui un modello di Bohr si disegna in modo diverso dal successivo, e le forme che le schede chiedono oltre all'atomo neutro.
Idrogeno ed elio
Primo periodo: un modello di Bohr con un solo guscio. L'idrogeno-1 ha 1 protone, 0 neutroni e 1 elettrone, ed è l'unico atomo comune senza neutroni. L'elio-4 completa quel guscio con 2 elettroni.
Dal litio al neon: dove vanno i puntini del secondo guscio
Si insegnano due convenzioni. Molti corsi statunitensi 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. I corsi britannici (e la Royal Society of Chemistry) raggruppano gli elettroni a coppie fin dall'inizio, cosa che porta dritto agli schemi a punti e crocette. Sono corrette entrambe; indica la tua nel prompt e il modello di Bohr la segue.
Dal sodio all'argon
Il terzo periodo ripete il secondo con un guscio in più verso l'esterno: il sodio (2, 8, 1) è il litio (2, 1) con un guscio completo di 8 inserito all'interno. Attenzione all'argon: il suo isotopo comune è l'argon-40, quindi ha 22 neutroni, quattro più dei protoni.
Potassio e 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 (2, 8, 9, 2). Nel modello di Bohr di K o Ca metti 8 elettroni sul terzo anello, non 9 o 10.
Modello di Bohr di uno ione
Stesso nucleo, numero di elettroni diverso. 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. Gli ioni sodio e cloruro sono svolti nelle FAQ qui sotto.
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.
Il modello di Bohr oltre il calcio: ferro, rame, zinco, argento e oro
Dallo scandio in poi il terzo guscio si riempie fino al suo limite di 18, quindi lo schema 2, 8, 8 si interrompe. Qui i gusci si contano per numero quantico principale n, come li disegna un modello di Bohr. L'errore comune è scrivere il ferro 2, 8, 8, 8; i sei elettroni 3d appartengono al terzo guscio, che diventa così 2, 8, 14, 2.
Ferro-56: modello di Bohr
26 protoni · 30 neutroni
2, 8, 14, 2
Quattro gusci. Il terzo ne contiene 14: i suoi 8 elettroni s e p più sei 3d. I due elettroni esterni 4s del ferro sono quelli che perde per diventare Fe²⁺ (2, 8, 14); Fe³⁺ perde anche un elettrone 3d, 2, 8, 13.
Rame-63: modello di Bohr
29 protoni · 34 neutroni
2, 8, 18, 1
Non 2, 8, 17, 2: il rame sposta un elettrone dal 4s al 3d perché un sottolivello d completo è più stabile, e gli resta un solo elettrone esterno, 2, 8, 18, 1.
Zinco-64: modello di Bohr
30 protoni · 34 neutroni
2, 8, 18, 2
Il terzo guscio è completo con i suoi 18, e due elettroni stanno all'esterno. Lo zinco forma solo Zn²⁺, disegnato 2, 8, 18.
Argento-107: modello di Bohr
47 protoni · 60 neutroni
2, 8, 18, 18, 1
Cinque gusci, lo stesso schema del rame un periodo più in basso: un insieme d completo nel quarto guscio e un solo elettrone esterno, 2, 8, 18, 18, 1.
Oro-197: modello di Bohr
79 protoni · 118 neutroni
2, 8, 18, 32, 18, 1
Sei gusci; il quarto ne contiene 32, il massimo 2n², riempito dagli elettroni 4f. Settantanove puntini affollano gli anelli, perciò il prompt di «Provalo» chiede al generatore del modello di Bohr di scrivere anche il conteggio di ogni guscio accanto.
Modello di Bohr dell'idrogeno: livelli energetici, raggio delle orbite e righe spettrali
Bohr costruì il suo modello per l'idrogeno, ed è l'unico atomo che il modello descrive con esattezza. Il modello di Bohr semplice dell'idrogeno è un protone e un elettrone sul primo guscio; nei corsi di fisica si chiedono invece i livelli energetici, con i salti che producono le sue righe spettrali.
I tre postulati di Bohr (1913)
- 1
L'elettrone si muove su orbite circolari fisse senza irraggiare. Ogni orbita permessa, uno stato stazionario, ha un'energia fissa.
- 2
Sono permesse solo le orbite il cui momento angolare è un multiplo intero di h/2π: mvr = nh/2π, con n = 1, 2, 3… come numero del guscio.
- 3
La luce viene emessa o assorbita solo quando l'elettrone salta da un'orbita all'altra, come un fotone che porta la differenza di energia, ΔE = hf.
Energia del livello n
Eₙ = −13,6 eV / n²−13,6 eV per n = 1, −3,40 per n = 2, −1,51 per n = 3, tendendo a 0 al crescere di n, dove l'elettrone è libero.
Raggio dell'orbita n
rₙ = 0,0529 nm × n²Il raggio di Bohr, 0,0529 nm, per n = 1; la seconda orbita è quattro volte più ampia e la terza nove volte.
Lunghezza d'onda di un salto
1/λ = R(1/n₁² − 1/n₂²)La formula di Rydberg, con R = 1,097 × 10⁷ m⁻¹, n₁ il livello inferiore e n₂ quello superiore.
Esempio svolto, da n = 3 a n = 2: ΔE = −1,51 − (−3,40) = 1,89 eV, e λ = 1240 eV·nm ÷ 1,89 eV = 656 nm, la riga rossa della serie di Balmer. Nel modello di Bohr ad anelli lo stesso salto è una freccia dal terzo cerchio al secondo.
Come funziona il generatore del modello di Bohr?
Indica l'elemento per il tuo modello di Bohr
Di' quale elemento o isotopo e quanto mostrare: un atomo tutto etichettato, uno semplice per una classe più giovane, uno ione o più elementi affiancati. Basta una frase, oppure clicca un elemento nella tabella qui sopra.
Scegli uno stile
Il modello di Bohr predefinito è una tavola da manuale piatta e pulita: sfondo bianco, gusci concentrici, etichette su linee di richiamo dritte. Oppure applica acquerello, china, 3D e altre finiture.
Rifinisci ed esporta
Il modello di Bohr si apre nella tua area di lavoro, dove puoi ridisegnare zone, modificare le etichette direttamente sul canvas, aumentare la risoluzione ed esportare in alta definizione.
Modello di Bohr, modello di Rutherford, notazione di Lewis e modello quantomeccanico
Il modello di Rutherford (1911) scoprì il nucleo ma non collocò gli elettroni; il modello di Bohr (1913) li mise su gusci fissi di energia definita; la notazione di Lewis tiene solo gli elettroni esterni; il modello quantomeccanico sostituisce le orbite con gli orbitali. Il modello di Bohr è quello che mostra ogni elettrone guscio per guscio.
| Modello di Rutherford (1911) | Modello di Bohr (1913) | Notazione di Lewis | Modello quantomeccanico | |
|---|---|---|---|---|
| Nucleo | Piccolo, denso, positivo | Protoni e neutroni contati | Non disegnato, solo il simbolo | Piccolo, denso, positivo |
| Elettroni | Da qualche parte attorno al nucleo, senza percorsi definiti | Su orbite circolari fisse, n = 1, 2, 3… | Solo gli elettroni di valenza, come puntini | Negli orbitali, nuvole di probabilità senza traiettoria definita |
| Livelli energetici | Nessuno | Gusci quantizzati da 2, 8, 8… | Non mostrati | Gusci divisi in sottolivelli s, p, d e f |
| Che cosa spiega | La diffusione nell'esperimento della lamina d'oro | Lo spettro a righe dell'idrogeno; gli elettroni per guscio | Legami e coppie solitarie | Spettri, legame chimico, magnetismo, tavola periodica |
| Che cosa non spiega | Perché gli elettroni non cadono a spirale nel nucleo | Gli atomi con più di un elettrone; le forme degli orbitali | Dove si trovano gli elettroni interni | Nulla, a livello scolastico |
| A che cosa serve disegnarlo | La storia dell'atomo | Contare protoni, neutroni ed elettroni per guscio | Molecole e legami | Configurazioni elettroniche, diagrammi degli orbitali |
Usa il modello di Bohr per ciò che rappresenta bene: gli elettroni per guscio e quelli di valenza. Per le forme degli orbitali o i sottolivelli, disegna un diagramma degli orbitali; per i legami di una molecola, una struttura di Lewis.
Modelli di Bohr dei composti: legame ionico e covalente
Lo schema di Bohr di un composto disegna i gusci di ogni atomo e mostra dove vanno gli elettroni esterni: trasferiti da un atomo all'altro in un legame ionico, condivisi dove due gusci si sovrappongono in uno covalente. Nella maggior parte dei corsi gli elettroni di un atomo si segnano con punti e quelli dell'altro con crocette: è la convenzione a punti e crocette.
Legame ionico: cloruro di sodio
Disegna entrambi gli atomi come modelli di Bohr, poi una freccia che porta l'unico elettrone esterno del sodio sul guscio esterno del cloro. Il sodio diventa Na⁺ (2, 8) e il cloro Cl⁻ (2, 8, 8), ciascuno tra parentesi quadre con la sua carica. L'ossido di magnesio funziona allo stesso modo con due elettroni: Mg (2, 8, 2) li cede entrambi a O (2, 6), dando Mg²⁺ e O²⁻, entrambi 2, 8.
Legame covalente: acqua
In un modello di Bohr covalente, sovrapponi i gusci esterni e metti ogni coppia condivisa nella sovrapposizione. L'ossigeno (2, 6) condivide una coppia con ciascun idrogeno, quindi il suo guscio esterno conta 8 elettroni, due coppie condivise e due coppie solitarie, e ogni idrogeno ne conta 2. Il metano si disegna allo stesso modo con il carbonio (2, 4) al centro che condivide una coppia con ciascuno dei quattro idrogeni.
Uno schema di Bohr mostra i gusci interni, che uno schema a punti e crocette o una struttura di Lewis tralasciano; per molecole di più di pochi atomi non aggiungono nulla, e una struttura di Lewis è la figura migliore.
Modello di Bohr 3D per un progetto di scienze
Un modello di Bohr 3D è la versione fisica dello schema: una pallina per il nucleo, anelli di fil di ferro o di scovolini per i gusci e perline per gli elettroni. Il modello di Bohr disegnato è il progetto da cui costruisci, e la griglia di valutazione di solito lo confronta con i conteggi.
- 1
Scegli l'elemento e il suo isotopo
Prendi protoni, neutroni ed elettroni per guscio dalla tabella qui sopra. Il carbonio (6 p, 6 n, 2, 4) e l'ossigeno (8 p, 8 n, 2, 6) sono abbastanza piccoli da costruire e richiedono comunque due anelli.
- 2
Scegli tre colori
Due colori di palline di polistirolo o perline della stessa dimensione per protoni e neutroni, e perline più piccole di un terzo colore per gli elettroni, così chi corregge li distingue a colpo d'occhio.
- 3
Costruisci il nucleo, poi gli anelli
Incolla protoni e neutroni in un unico grappolo. Piega fil di ferro, scovolini o telai da ricamo in un anello per guscio, a distanze regolari, e infila gli elettroni dove li colloca il modello di Bohr: 2 sul primo, il resto sul secondo.
- 4
Stampa lo schema come legenda
Genera lo stesso elemento come modello di Bohr etichettato e stampalo accanto al modello come legenda; è anche il disegno con cui verificare ogni conteggio prima di incollare.
Che cosa valutano di solito le griglie dei progetti
- Il numero giusto di protoni, neutroni ed elettroni per l'isotopo scelto
- Protoni e neutroni ben distinguibili, e una legenda che dica quali sono gli uni e gli altri
- Gli elettroni sui gusci corretti, 2 sul primo e non più di 8 sul successivo
- Il nome dell'elemento, il simbolo, il numero atomico e il numero di massa sull'etichetta
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.
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. È ciò che il generatore del modello di Bohr disegna per 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 è diffuso nei corsi di scienze canadesi. Chiedilo con questo nome e il nucleo viene etichettato in quella forma.
Quanti elettroni vanno in ogni guscio di un modello di Bohr?
2 nel primo guscio, 8 nel secondo e, per i primi 20 elementi, 8 nel terzo prima che inizi il quarto. Il limite superiore è 2n² (2, 8, 18, 32), ma il sottolivello 4s si riempie prima del 3d, quindi il potassio è 2, 8, 8, 1 e non 2, 8, 9. Indica i numeri nel prompt e il generatore del modello di Bohr mette esattamente quegli elettroni su ogni anello.
Schema di Bohr e modello di Bohr sono la stessa cosa?
Sì. Modello di Bohr, schema di Bohr e modello atomico di Bohr indicano lo stesso disegno: il nucleo con gli elettroni su gusci numerati intorno. Nei corsi canadesi la versione con i conteggi del nucleo scritti per esteso si chiama spesso schema di Bohr-Rutherford. In questo generatore del modello di Bohr qualsiasi di questi nomi funziona come prompt.
Come trovo il numero di neutroni per un modello di Bohr?
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, e una sua casella carica il prompt completo del modello di Bohr con i neutroni già inseriti.
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. Indica lo ione, per esempio Na⁺ o O²⁻, e il generatore del modello di Bohr lo disegna in quel modo.
Che differenza c'è tra il modello di Bohr e la notazione di Lewis?
Un modello di Bohr disegna ogni guscio e ogni elettrone; la notazione di Lewis mostra solo gli elettroni di valenza, come punti intorno al simbolo dell'elemento. Il sodio si disegna 2, 8, 1 con tutti e tre i gusci, e come Na con un solo punto nel simbolo di Lewis. Per molecole intere, il generatore di strutture di Lewis di questo sito disegna legami e coppie solitarie.
Come trovo gli elettroni di valenza in un modello di Bohr?
Conta gli elettroni sul guscio più esterno. Il sodio (2, 8, 1) ne ha 1, il carbonio (2, 4) ne ha 4, il cloro (2, 8, 7) ne ha 7. Per i primi 20 elementi corrisponde al gruppo: i gruppi 1 e 2 ne hanno 1 e 2, i gruppi da 13 a 18 il numero del gruppo meno 10, e l'elio ne ha 2. Chiedi che gli elettroni di valenza siano evidenziati e il generatore del modello di Bohr segna il guscio esterno.
Quali sono i limiti del modello di Bohr?
Descrive l'idrogeno con esattezza e tutti gli altri atomi solo in modo approssimato. Le sue orbite fisse non prevedono gli spettri degli atomi con più di un elettrone, non spiegano perché le righe spettrali si separano in un campo magnetico, non danno le forme degli orbitali e contraddicono il principio di indeterminazione. Il modello di Bohr resta nei manuali perché i suoi conteggi per guscio sono ancora corretti.
Posso fare un modello di Bohr semplice per studenti più giovani?
Sì. Chiedi al generatore del modello di Bohr una versione semplice e si riduce all'essenziale: il nucleo con i suoi numeri e gli elettroni su ogni guscio, cinque etichette al massimo. L'atomo di carbonio semplice tra gli esempi è uno di questi.
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Gli altri nostri strumenti per diagrammi e le guide che li spiegano.
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