III Элементы квантовой теории атомов

Опыты Резерфорда: рассматривал рассеивание альфа частиц тонкой золотой фольгой.

о сновная масса частиц, пролетая сквозь фольгу отклоняется на маленький угол, но небольшое число альфа частиц отклоняется на большие углы (135-150 градусов)

Это можно объяснить так. Внутри фольга пустая, но есть малые вкрапления, которые и отклоняют некоторые частицы на большой угол.

Атом по Резерфорду.основная масса атома сосредоточена в малом, положит. заряженном ядре. Вокруг яда по замкнутым орбитам двигаются отриц. заряженные электроны. Размер ядра много меньше размера атома.

Модель Резерфорда называется планетарной моделью.

Водородоподобный атом – атом у которого только один электрон. (H,He,Li)

Постулаты Бора:

1) Электрон в атоме водорода равномерно вращается вокруг ядра, по круговой орбите под действием силы кулона, в соотв. с законами Ньютона.

2) Из всех возможных орбит, разрешёнными являются только те, для которых момент импульса электрона = целому числу * ℏ (постоянная планка)

L=mvr=nℏ ,n=0,1,2,3///

ℏ=h/2п=1.05*10^-34Дж*с

3) При движении электрона по разрешённой орбите, атом не излучает энергию.

4) При переходе электрона с одной разрешённой орбиты на другую разрешённую орбиту, а том излучает или поглощает фотон, с частотой ν.

v=

Enи Eк – энергии разрешённых орбит

w=

Замечания по постулатам Бора. Постулаты Бора справедливы только для водорода и водородоподобных атомов.

Энергия электрона в атоме водорода:

E=-

Спектр(излучения)-набор частот или длин волн электро магнитных волн излучаемых атомом, молекулой или другой системой.

Спектры бывают линейчатые, полосатые, непрерывные.

Атом излучает линейчатый спектр, это значит что излучение представляет собой набор отдельных электромагнитных волн с фиксированной, частотой или длинной волны.

Глядя в спектрограф мы видим отдельные линии.

Формула Бальмера:

R - постоянная Ридберга, R = 1,097*10⁷ м^-1

Серии излучения:

1) Серия Лаймана- ультрафиолетовая серия.

n=1 R=1/2/3/4

n=номер конечного уровня, на который попадает е.

R=номер начального уровня с которого е уходит.

2) Серия Бальмера – видимая серия

n=2 R=3/4/5…

3) Серия Пашена – инфракрасная серия

n=3 R=4/5/6…

4) Серия Бреккета – инфракрасная серия

n=4 R=5/6/7…

5) Серия Пфунда

n=5 R=6/7/8…

Основное сост. атома – состояние наименьшей энергии, ддля водорода Е=-13,6 эВ.

Все сос, кроме основного называются возбуждёнными. В них атом долго не бывает. С течением времени атом всегда переходит из возб. сост. в основное с излучением энергии.

Если энергия электрона больше 0, то это значит электрон покинул атом, и стал свободным.

Главное квантовое число: n=1,2,3,…,бесконечность.

В атоме водорода оно определяет энергию электрона.

Еn=-

1эВ=1,6*10^-19 Дж.

Момент импульса электрона – равен векторному произведение радиус вектора на вектор импульса.

L=[r x p]

L=rpsinα

Орбитальное квантовое число:

l=0,1,2,…,(n-1)

Орбитальное квантовое число определяент орбитальный момент импульса электрона.

l=ℏ

3-е квантовое число

Магнитное орбитальное квантовое число

m_l=0,±1,2,….,l.

Магнитное орбитальное квантовое число, пределяет проекцию момента импульса е на ось z.

L_z=m_zℏ

Векторная модель атома – это модель иллюстрирует возможные ориентации в пространстве момента импульса е.

Спин – это собственный механич. момент импульса е. (или другой микро частицы(протон, нейтрон))

Спиновое квантовое числоS= . Оно определяет спин электрона, т.е. собственный механический момент импульса е.

L_s=ℏ