Rutherford’un atom modeli elektronların çekirdek dışındaki düzenlerini açıklayamamıştır. Klasik fiziğe göre elektronlar, çekirdeğe doğru protonlar tarafından çekilir. Bu durumda elektronlar güneş etrafında dolanan gezegenler gibi hareket hâlinde olmalıdır. Klasik fiziğe göre bu hareket, sabit ivmeli harekettir ve enerji yayar. Enerji yayan elektronların enerjisi giderek azalıp çekirdeğe düşmesi gerekir ancak böyle bir olay gerçekleşmemektedir. 1913 yılında Niels Bohr, bu problemi Planck’ın kuantum teorisi ile çözmüş ve bir atom modeli geliştirmiştir
– Elektronlar, atomun çekirdeği etrafında belirli küresel yörüngelerde bulunabilir. Bu yörüngelere “enerji düzeyleri ya da enerji katmanları” denir. Bu katmanların ortak merkezi çekirdek olup her katman K, L, M, N … gibi bir harf ya da 1, 2, 3, 4, … gibi bir “n” değeri ile belirlenir.
-Her katmanın belirli bir enerjisi vardır. Çekirdeğe en yakın olan 1. katmanda (K katmanında) bulunan elektron en düşük enerjiye sahiptir. Çekirdekten uzaklaştıkça elektronun enerjisi artar.
-Kararlı bir atomda elektronlar en düşük enerji gerektiren seviyede bulunurlar. Bu hâle “temel hal” denir. Elektronlar, enerji düzeyleri arasında yer almazlar ancak enerji düzeyleri arasında geçiş yapabilirler. Örneğin ısıtıldıklarında, enerji absorblayarak daha yüksek enerji düzeylerine çıkarlar. Yüksek enerji düzeyinden, düşük enerji düzeyine geçerken de enerjiyi ışın şeklinde yayarlar.
Bohr Atom Modeli’nin Sınırlılıkları :
-Sadece tek elektronlu atomların (hidrojen) spektrumlarını açıklayabilir. Çok elektronlu atomların spektrumlarını açıklayamaz.
-Bu modelde elektronun ikili karakteri (dalga – parçacık ikiliği) göz önüne alınmamıştır. (De Broglie hipotezi)
– Heisenberg belirsizlik ilkesine göre atomdaki elektronun yeri ve hızı kesin olarak ölçülemez. Dolayısıyla “yörünge” kavramı yanlıştır.
Elektronların Enerji Katmanlarına Dağılımı:
Bir atomun elektron dağılımı yazılırken şunlara dikkat edilmelidir:
– Elektronlar çekirdeğe en yakın enerji düzeyinden başlanarak yerleştirilir.
– Bir enerji düzeyi, tabloda belirtilen maksimum elektron sayısının üstüne çıkamaz.
– Bir atomun en son enerji düzeyinde 8’den fazla elektron bulunamaz. Elde edilen sayı 8’den fazla olursa yeni bir enerji düzeyi eklenip fazla elektronların ikisi bu enerji düzeyine yerleştirilir, artanlar bir içteki enerji düzeyine eklenir.
– Bir içteki enerji düzeyi maksimum alabileceği elektron sayısını almamışsa, en dıştaki enerji düzeyindeki elektron sayısı 2’yi aşamaz.
Örnek:
Bazı element atomlarının elektronlarının katmanlarına dağılımını inceleyelim:
Not: Atomlar elektron alıp verdiklerinde iyon hâline geçerler ve elektron sayıları değişir. Dolayısıyla elektron dağılımları da değişir.