波尔模型中的原子由一个小的带正电的原子核组成，原子核被带负电的电子环绕。下面我们来仔细看看玻尔模型，它有时被称为卢瑟福玻尔模型。

玻尔模型概述

尼尔斯·波尔在1915年提出了原子的波尔模型。因为玻尔模型是对早期卢瑟福模型的修改，一些人将玻尔模型称为卢瑟福-玻尔模型。原子的现代模型是基于量子力学的。玻尔模型包含一些错误，但它很重要，因为它描述了原子理论的大多数公认特征，而没有现代版本的所有高级数学。与早期的模型不同，波尔模型解释了氢原子光谱发射线的里德堡公式。

波尔模型是一个行星模型，其中带负电的电子围绕一个带正电的小原子核运行，与围绕太阳运行的行星类似（只是轨道不是平面的）。太阳系的引力在数学上类似于带正电的原子核和带负电的电子之间的库仑力。

玻尔模型的要点

• 电子以一定大小和能量的轨道围绕原子核运行。
• 轨道的能量与其大小有关。最低的能量出现在最小的轨道上。
• 当电子从一个轨道移动到另一个轨道时，辐射被吸收或发射。

氢的玻尔模型

波尔模型最简单的例子是氢原子（Z=1）或类氢离子（Z>1），其中一个带负电的电子围绕一个带正电的小原子核运行。如果电子从一个轨道移动到另一个轨道，电磁能将被吸收或发射。只允许某些电子轨道。可能轨道的半径随着n2的增加而增加，其中n是主量子数。三→ 2 transition生产Balmer系列的第一条生产线。对于氢（Z=1），这会产生波长为656nm（红光）的光子。

重原子的玻尔模型

重原子比氢原子在原子核中含有更多的质子。需要更多的电子来抵消所有这些质子的正电荷。玻尔认为每个电子轨道只能容纳一定数量的电子。一旦能级满了，额外的电子将被提升到下一个能级。因此，较重原子的玻尔模型描述了电子壳层。该模型解释了一些以前从未被复制过的重原子的原子特性。例如，壳层模型解释了为什么原子在周期表的一个周期（行）内移动时变得更小，即使它们有更多的质子和电子。它还解释了为什么惰性气体是惰性的，以及为什么周期表左侧的原子吸引电子，而右侧的原子失去电子。然而，该模型假设壳层中的电子彼此不相互作用，无法解释为什么电子似乎以不规则的方式堆叠。

波尔模型的问题

• 它违反了海森堡测不准原理，因为它认为电子的半径和轨道都是已知的。
• 波尔模型为基态轨道角动量提供了不正确的值。
• 它对较大原子的光谱做出了糟糕的预测。
• 它不能预测谱线的相对强度。
• 玻尔模型不能解释谱线中的精细结构和超精细结构。
• 它不能解释塞曼效应。

玻尔模型的改进与完善

波尔模型最显著的改进是索末菲模型，有时称为波尔-索末菲模型。在这个模型中，电子绕原子核以椭圆轨道而不是圆形轨道运动。索末菲模型更能解释原子光谱效应，如谱线分裂中的斯塔克效应。然而，该模型不能适应磁量子数。

最终，玻尔模型和基于玻尔模型的模型在1925年被沃尔夫冈·泡利基于量子力学的模型所取代。该模型经过改进，产生了埃尔文·薛定谔（Erwin Schrodinger）于1926年引入的现代模型。今天，氢原子的行为是用波动力学来描述原子轨道的。

来源

• 拉克塔基亚，阿赫莱什；Salpeter，Edwin E.（1996年）。“氢的模型和建模者”。美国物理学杂志。65 (9): 933. Bibcode:1997AmJPh..65..933L。内政部：10.1119/1.18691
• 莱纳斯·卡尔·保林（1970）。“第5-1章”，普通化学（第3版）。旧金山：W.H.弗里曼公司ISBN 0-486-65622-5。
• 尼尔斯·波尔（1913）。“关于原子和分子的构成，第一部分”（PDF）。哲学杂志。26 (151): 1–24. 内政部：10.1080/14786441308634955
• 尼尔斯·波尔（1914）。“氦和氢的光谱”。自然。92 (2295): 231–232. 内政部：10.1038/092231d0