На головну

Атом водню і водневоподібний атом (ВПА) по теорії Бора.

  1.  II. Базові поняття теорії ймовірностей
  2.  II. еволюційні теорії
  3.  Quot; Гіпотези і теорії.
  4.  А (додаткова). Кілька слів про методологію науки. Принцип актуалізму, "Бритва Оккама" і презумпції. Перевірка теорії: верифікації та фальсифікації.
  5.  А). Спалено з утворенням H2O (г) рівні об'єми водню і ацетилену, взяті при однакових умовах. В якому випадку виділиться більше теплоти? У скільки разів? (Відповідь: 5,2).
  6.  Адміністративний договір в зарубіжній адміністративно-правової теорії
  7.  Аксіоматичні теорії першого порядку

На рис. показаний водневоподібний атом. Заряд ядра дорівнює +Ze, де Z число протонів (і номер елемента в таблиці Менделєєва). Навколо ядра обертається по круговій орбіті електрон е зі швидкістю v. На електрон діє з боку ядра кулоновская сила Fкул. Запишемо II закон Ньютона для електрона: man= Fкул., Де an = v2/ r - Нормальне прискорення. (Взаємодія електрона з іншими електронами атома не враховуємо).

z  II закон Ньютона і закон Кулона,к = 1 / 4peо - Коефіцієнт в СІ  Для атома воднюZ = 1
y  постулат Бора

З цих формул отримаємо вирази для швидкості v і радіусу r орбіти електрона. Скоротимо в рівнянні (z) на r, А осталися r перенесемо в чисельник лівої частини рівняння. Потім розділимо рівняння (z) на (y) і отримаємо v. підставами v в (y) і знайдемо r.

Увага! Легче запам'ятати висновок формул для v и r, Ніж самі формули для них.

 швидкість електрона на орбіті, квантуется як v ~ 1 /n; v1 = 2,2 ? 106 м / с
 радіус орбіти електрона, квантуется як r ~ n2 r1 = 0,53 нм - перший борівський радіус

Коли електрон в атомі Н знаходиться на 1-ій орбіті, кажуть, що електрон (або атом) знаходиться в основному (не збудженому) стані, При цьому електрон має мінімальну енергію. Всі інші стани називаються збудженими станами.

повна енергія Е електрона складається з кінетичної W і потенційної U енергій: Е = W + U. Висловимо їх в ідентичною формі:

 Потенційна енергія взаємодії електрона з ядром негативна, тому що нульовий рівень прийнятий на нескінченності (U? = 0), чим ближче до ядра, тим менше енергія електрона.
 Кінетична енергія, виходить з (z), тому що W = mv2/2
 Повна енергія: Е = W + UПідставивши вираз для r, Отримаємо формулу:
x  Повна енергія електрона на n-ої орбіті, квантуется як Е ~ 1 /n2; обчислення дають:
Е1 @ - 13,6 еВЕ1ВПА @ - Z 2 ? 13,6 еВ  Енергія електрона на 1-ій орбіті в атомі водню і водородоподобних атомах (ВПА).
     

З формули (x) можна отримати також:

Е іон= iЕ1i  енергія іонізації атома - це мінімальна енергія, яку потрібно повідомити атому, щоб видалити з нього електрон (Е? = 0)
Uіон = Е іон /е  потенціал іонізації - це різниця потенціалів, яку треба прикласти до газу, щоб іонізувати атом
 перший потенціал збудження - різниця потенціалів, необхідна для перекладу електрона з 1-ої орбіти на 2-у, для водню U1 = 13,6 еВ (1 1/22) = 10,2 В.

Увага!Не забувайте, що електронвольт і вольти чисельно рівні.

Якщо підставити в 2-й постулат Бора  вираз (x), отримаємо:

 всі три формули мають одне і те ж назву -серіальние формули, а константи називаються постійними Ридберга, хоча і мають різні числові значення
 = 1,097 ? 107 1 / м  = 3,29 ? 1015 1 / с  = 2,067 ? 1016 1 / с  за допомогою цих формул можна висловити одну постійну через іншу

Серіальна формула була відома з досвіду до появи теорії Бора.

Закономірності у видимому спектрі атома Н були виявлені Бальмером ще в 1885 р Потім були відкриті інші серії. Вони отримали наступні назви:

 серія Лаймана n = 2, 3, 4, ...
 серія Бальмера n = 3, 4, 5, ...
 серіяПашена n = 4, 5, 6, ...
 серія Брекетт n = 5, 6, 7, ...

головними лініями серій називають: серія Лаймана перехід 2®1, серія Бальмера перехід 3®2, серія Пашена перехід 4®3.

 Щоб електрон перейшов на більш віддалену орбіту, необхідно зовнішній вплив. Наприклад, можна газ нагрівати, або висвітлювати світлом, або до електродів в балоні з газом докласти різниця потенціалів. Середній час життя електрона на цій орбіті близько 10-8 секунди.

ПРИНЦИПИ квантової механіки. Рівняння Шредінгера.




 КВАНТОВА ФІЗИКА. |  Розподіл енергії в спектрі АЧТ. |  Світлова характеристика. |  Затримує потенціал. |  Принцип невизначеності Гейзенберга. |  Рівняння Шредінгера. |  Гармонійний осцилятор. |  Електрон в атомі водню в основному стані. |  Описується за допомогою 4-х квантових чисел: n, l, m, ms. |  Принцип Паулі. Періодична система елементів. |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати