Билет №1 Модель атома Резерфорда-Бора. Излучение и поглощение энергии атомов. Происхождение спектров испускания и поглощения на основе теории Бора.

В 1911 году Э. Резерфорд предложил планетарную модель строения атомов, позже дополненную и усовершенствованную Н. Бором (в 1913 году). В соответствии с этой моделью в центре атома находится тяжелое положительно заряженное ядро, вокруг которого по определенным орбитам, подобно планетам вокруг солнца, вращаются электроны. Ядро в атоме занимает очень небольшую часть атомного объема. Н. Бор ввел следующие постулаты:

Электроны в атоме движутся вокруг ядра по строго определенным орбитам, находясь на которых, электрон не излучает и не поглощает энергию. Каждой орбите отвечает дискретное строго определенное значение энергии. Электроны могут переходить с одной орбиты на другую, при этом поглощая или выделяя энергию определенными порциями – квантами. В таком виде эта модель строения атома получила название модель Резерфорда – Бора. В рамках этой модели можно рассмотреть следующие параметры: заряд ядра атома соответствует номеру элемента в периодической системе химических элементов; номер периода, в котором находится элемент, соответствует числу заполненных электронами орбит для атома в стационарном (невозбужденном) состоянии;

Максимально число электронов, которые могут находиться на одной орбите, равно 2n2, где n – номер орбиты.

Различают несколько видов излучения: Тепловое излучение – наиболее обычный вид, генерируется при возбуждении связанной системы атомов за счёт нагревания тела, т.е. за счёт внутренней энергии.

Люминесценция – вид холодного свечения, который отличается от теплового излучения тем, что не зависит от температуры излучающего тела (люминофора) и может быть достаточно интенсивным, даже если тело холодное. Люминесценция обладает конечным временем затухания: свечение прекращается не сразу после прекращения действия вызвавшей его причины, а продолжается ещё некоторое время (послесвечение). Включается не сразу (задержка). Яркость люминесцентного свечения больше яркости абсолютно чёрного тела той же температуры. Триболюминесценция – вид люминесценции, который возбуждается трением, ударом, т.е. за счёт механической энергии (например, сахар светится при раскалывании в темноте). Хемилюминесценция – люминесцентное свечение, происходящее при химических и биологических процессах: свечение фoсфора при его окислении, свечение живых организмов (светлячков, планктона в море, тухлой рыбы), трухлявых пней. Электролюминесценция – свечение разреженных газов при пропускании через них электрического тока: полярное сияние, порождаемое потоком заряженных частиц, испускаемых Солнцем, газосветные трубки, лампы дневного света. Фотолюминесценция – свечение тела под действием света.

Непосредственные наблюдения и фотографии спектров показывают, что спектры бывают трех типов: сплошные, линейчатые и полосатые.

Спектры, полученные от самосветящихся тел, называются спектрами испускания. Спектр излучения (или поглощения) — это набор волн определенных частот, которые излучает (или поглощает) атом данного вещества.

Спектры бывают сплошные, линейчатые и полосатые.

Сплошные спектры излучают все вещества, находящиеся в твердом или жидком состоянии. Сплошной спектр содержит волны всех частот видимого света и поэтому выглядит как цветная полоса с плавным переходом от одного цвета к другому в таком порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий и фиолетовый (каждый охотник желает знать, где сидит фазан). Линейчатые спектры излучают все вещества в атомарном состоянии. Атомы всех веществ излучают свойственные только им наборы волн вполне определенных частот. Как у каждого человека свои личные отпечатки пальцев, так и у атома данного вещества свой, характерный только ему спектр. Линейчатые спектры излучения выглядят как цветные линии, разделенные промежутками. Полосатые спектры излучаются молекулами. Выглядят полосатые спектры подобно линейчатым, только вместо отдельных линий наблюдаются отдельные серии линий, воспринимаемые как отдельные полосы.

Характерным является то, что какой спектр излучается данными атомами, такой же и поглощается, т. е. спектры излучения по набору излучаемых частот совпадают со спектрами поглощения. Поскольку атомам разных веществ соответствуют свойственные только им спектры, то существует способ определения химического состава вещества методом изучения его спектров. Этот способ называется спектральным анализом. Спектральный анализ применяется для определения химического состава ископаемых руд при добыче полезных ископаемых, для определения химического состава звезд, атмосфер, планет; является основным методом контроля состава вещества в металлургии и машиностроении.