5. Модель атома водорода по Бору

Атом водорода состоит из ядра – протона и одного электрона. В предположении, что электрон движется по круговой орбите, постулаты Бора позволяют найти радиусы дозволенных, стационарных орбит электрона

.

Радиусы орбит электрона в атоме водорода прямо пропорциональны квадратам главного квантового числа п.

Радиус первой орбиты в атоме водорода при называется первым боровским радиусом и служит единицей измерения в атомной физике.

Полная энергия Е электрона в атоме водорода складывается из кинетической энергии W_к и потенциальной W_п энергии притяжения электрона к ядру

.

Энергетические уровни электрона в атоме водорода, с учётом выражения для r

.

Из связи между энергетическим уровнем и спектральным термом

следует, что

(п = 1, 2, 3, …).

Энергия электрона в атоме водорода зависит только от главного квантового числа п. Главным квантовым числом называется целое число, которое определяет энергетический уровень электрона в атоме. Энергетический уровень при называется основным энергетическим состоянием (нормальное состояние атома). Энергетические уровни при называются возбужденными энергетическими состояниями (возбужденные состояния атома).

Постоянная Ридберга , вычисленная из постулата Бора, равна

.

Вычисленное по этой формуле значение с большой точностью совпадает с экспериментальным значением этой постоянной, полученным из наблюдений частот линейчатого спектра атома водорода. Совпадение экспериментального и теоретического значений постоянной Ридберга является подтверждением правильности теории Бора и атома водорода.

1. Почему при спектральном анализе исследуемое вещество помещают в пламя горелки или вводят в электрическую дугу?

2. Строение и основные свойства атомных ядер

   1. Общая характеристика атомного ядра

Атомное ядро атома любого химического элемента состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих электрического заряда нейтронов. Заряд протона по абсолютной величине равен заряду электрона. Протон и нейтрон являются зарядовыми состояниями ядерной частицы, которая называется нуклоном. Количество протонов в ядре – заряд ядра Z – совпадает с атомным номером соответствующего химического элемента в периодической системе Менделеева. Количество нейтронов в ядре обозначается N.

Массовым числом ядра А называется общее число нуклонов в ядре: . Символ обозначения ядра: , где Х – обозначение атома данного химического элемента в периодической системе Менделеева. Ядра, имеющие один и тот же Z при разных А, называются изотопами. Изотопы ядер данного химического элемента имеют разное число нейтронов в ядре. Примеры: изотопы водорода: (или – дейтерий), (или тритий); изотопы урана: .

Масса атомного ядра практически совпадает с массой всего атома, т.к. масса электронов в атоме мала (масса электрона составляет 1/1836 от массы протона ). Массы нейтрона и протона в унифицированной углеродной шкале атомных масс (у.а.е.м.):

1,00866520 у.а.е.м.=[1838,630,01] ,

1,00727661 у.а.е.м.=[1836,090,01] .

Массовые числа нейтрона и протона одинаковы и равны единице.