ОК – 20 Модели атома.

1898 г. Дж. Томсон.

«булочка с изюмом»

Положительно заряженный шар ( d = 10 ^-10м) в который вкраплены электроны, нейтрализующие положительный заряд.

1911 г. Э. Резерфорд.

«планетарная модель»

α - частица

Свинцовая коробка

с радиоактивным золотая

элементом фольга экран

«планетарная модель»

d_а = 10 ^-10м

d_я = 10 ^-15м

Общий заряд электронов

равен заряду ядра.

М одель Резерфорда не давала

о тветы на вопросы:

- Почему атом является

устойчивой системой?

- Почему спектры излучения

а томов линейчатые, а не сплошные?

1913 г Н. Бор.

«Квантовая модель строения атома»

Постулаты Бора:

• В устойчивом атоме электрон может двигаться лишь по стационарным орбитам, не излучая при этом электромагнитные волны.

• Атом излучает или поглощает квант электромагнитной энергии при переходе электрона из одного стационарного состояния в другое. h ν = E₂ – E₁

Е, эВ γ γ

-0,54

-0,85

-1,51

-3,9

-13,6

Теория Бора позволяет рассчитать:

1. Радиус стационарной орбиты:

r_n =

2. Энергию на любом энергетическом уровне:

Е_n =

3. Скорость электрона на орбите:

υ_n =

m_e υ_n r_n =

n – главное квантовое число, n = 1, 2, 3….

Следствия из постулатов Бора:

• на длине окружности каждой стационарной орбиты укладывается целое число волн де – Бройля.

= n

• на стационарной орбите момент импульса электрона квантуется.

m_e υ_n r_n =

n – главное квантовое число, n = 1, 2, 3….

Состояние электрона в атоме характеризуется четырьмя квантовыми числами:

• Главное квантовое число n – определяет среднее расстояние электрона от ядра атома (размеры электронных оболочек) n = 1, 2, 3….

• Орбитальное квантовое число ℓ - определяет значение момента импульса электрона и характеризует форму электронного облака. ℓ = 0, 1, 2, 3 … (n – 1)

• Магнитное квантовое число m – определяет положение облака в пространстве. m = 0, ±1, ±2, … ±ℓ

• Спин S – собственный механический вращающий момент электрона. S = ± ½.

Экспериментальные данные позволившие построить квантовую модель.

• 1909 г Джозеф Тейлор – наблюдение дифракции одиночных фотонов на игле.

• 1922г Комптон - открыл явление рассеивания фотонов на свободных или слабосвязанных электронах (эффект Комптона)

λ₁ р_γ1

λ₀ е θ

р_γ

р_е1

λ_комп = (не зависит от длины волны падающего света).

Сдвиг длин волн: Δλ = λ₁ - λ₀

Δλ = 2λ_к sin²θ

• 1923 г. Луи де – Бройль – высказал гипотезу, что любая частица обладает одновременно волновыми и корпускулярными свойствами.

Любой частице, обладающей импульсом, соответствует длина волны де – Бройля.

• λ_Б =

• 1927 г. Джозеф Томсон – наблюдал дифракцию потока электронов при прохождении через золотую фольгу. (λ_е = λ_Б)

• 1949 г. Фабрикант, Биберман, Сушкин – экспериментально доказали, что волновые свойства присуще отдельным электронам, а не только электронам в пучке (дифракция электронов на щели).

(λ_е = λ_Б)