Ist das Bohrsche Atommodell falsch?
Ich hab ein bisschen recherchiert (In Fachliteratur sowie im Internet) und bin zu dem Entschluß gekommen, dass das Bohrsche Atommodell falsch sein muss (Wegen Quantenphysik etc.). Nun würde ich gerne mal eure Meinung dazu hören!
Das Ergebnis basiert auf 7 Abstimmungen
6 Antworten
Ja es ist falsch und funktioniert nur für ein Einelektronenatom (H, He⁺, Li²⁺ etc) richtig. Für solche Atome sagt es die Absorptionslinien quantitativ richtig voraus. Allerdings ist es auch für solche Atome nicht perfekt, weil es erstens inkonsistent ist (niemand versteht, warum das Elektron nicht in den Kern stürzt) und zweitens viele etwas kompliziertere Experimente nicht erklären kann, z.B. den Einfluß magnetischer Felder aufs Spektrum (Zeeman-Effekt).
Das größte Problem ist allerdings, daß das Modell keine Elektron–Elektron-Abstoßung enthält und daher bei Systemen mit zwei oder mehr Elektronen grausam auf die Nase fällt; es enthält auch keinen Spin, was bei Mehrelektronenatomen auch Probleme aufwirft. Ersteres Problem wird man los, wenn man Quantenmechanik mit der Schrödingergleichung betreibt (um den Preis, daß die Gleichung nur näherungsweise gelöst werden kann). Zweiteres Problem ist hartnäckiger, weil auch die Schrödinger-Gleichung nichts vom Spin weiß; man kann allerdings nach ziemlich einfachen Regeln den Spin nachträglich in die Lösungen einbauen.
Umgekehrt kann man das Bohrsche Modell aus der Schrödingergleichung herleiten, indem man einfach einen Haufen Terme wegläßt oder vereinfacht.
Hier muss ich dir ein wenig widersprechen, denn das Bohrsche Modell als "falsch" zu bezeichnen ist eher eine irreführende Aussage, da Modelle nicht dafür gemacht werden die Realität zu 100% richtig abzubilden. Modelle sind ja im Grunde Gebilde, die die inneren Beziehungen und Funktionen von etwas abbildet bzw. (schematisch) veranschaulicht und vereinfacht bzw. idealisiert. Daher würde ich schon sagen, dass das Bohrsche Atommodell weder falsch noch richtig ist, sondern es stellt die Realität (in dem Fall die wahre Atomstruktur) nur vereinfacht dar, weil es ein Mittel zur Gewinnung neuer Erkenntnisse ist.
Modelle in der Physik werden nicht nach richtig oder falsch eingeteilt, sondern danach welche Messungen/Phänomene sie erklären bzw voraussagen können. Viele ältere Modelle überleben als Spezialfall jüngerer Modelle für bestimmte Anwendungen oder Messbereiche (so ist die klassische Mechanik ein Spezialfall der relativistischen Mechanik für geringe Geschwindigkeiten). Das Bohr'sche Atommodell erklärt ganz gut das Periodensystem der Elemente, mit den Ähnlichkeiten der chemischen Eigenschaften bestimmter Gruppen. Aber, über den Rand geschubst, kann es natürlich nicht alles erklären (zB warum die kreisenden Elektronen nicht elektromagnetische Wellen aussenden und dabei Energie verlieren). Es hat für die Didaktik aber den Vorteil, dass es leichter ist, kleine Kugeln zu erklären die um Kerne kreisen, als Wellenfunktionen, die Eigenvektoren des Hamiltonoperators in einem unendlichdimensionalen Hilbert-Raum mit Zustandsenergien als Eigenwerten sind. So wie ein Embryo im Mutterleib bei der Entwicklung alle Stadien der Evolution durchläuft, ist es für Schüler besser, den Erkenntnisweg der Physik im Schnelldurchlauf nachzugehen.
Wir sind hier nicht in der Bool'schen Algebra, sondern in der Physik. Ein Modell ist immer im Rahmen seiner Gültigkeit zu betrachten. Keiner würde auf die Idee kommen, die klassische Mechanik mit ihren Hebelgesetzen usw. usf. als prinzipiell falsch zu bezeichnen, nur weil die Relativitätstheorie und die Quantenmechanik ganz andere Aussage treffen. Im Bereich der Mechanik können wir Dinge unter den erforderlichen Randbedingungen besser beschreiben als bspw. mit der Quantenmechanik.
Und anders ist das auch nicht mit dem Bohr'schen Atommodell, das für das Wasserstoffatom auch gute Resultate erbringt. Damit wird erst einmal eine Grundlage für das Bild von einem Atom gelegt, die genauere Ausbildung anhand der QM verfeinert das Bild dann weiter. Damit wird das Bohr'sche Atommodell nicht ungültig oder gar falsch, es zeigt nur auf, in welchen Rahmen es angewendet werden darf.
Kann zB nicht die bestimmte Geometrie von Molekülen erklären.
Das wollte ich eigentlich auch schreibe.. Fragesteller hat ja nur das so vorgegeben. Danke für die Zusatzinfo
Das ist bloß ein recht gutes Modell zur verständlichen Darstellung.
Hier muss ich dir ein wenig widersprechen, denn das Bohrsche Modell als "falsch" zu bezeichnen ist eher eine irreführende Aussage, da Modelle nicht dafür gemacht werden die Realität zu 100% richtig abzubilden. Modelle sind ja im Grunde Gebilde, die die inneren Beziehungen und Funktionen von etwas abbildet bzw. (schematisch) veranschaulicht und vereinfacht bzw. idealisiert. Daher würde ich schon sagen, dass das Bohrsche Atommodell weder falsch noch richtig ist, sondern es stellt die Realität (in dem Fall die wahre Atomstruktur) nur vereinfacht dar, weil es ein Mittel zur Gewinnung neuer Erkenntnisse ist.