Наиболее полно исследованы спектры излучения атома водорода

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» dа = 10 -10м dя = 10 -15м Общий заряд электронов равен заряду ядра.

 

Модель Резерфорда не давала

ответы на вопросы:

- Почему атом является

устойчивой системой?

- Почему спектры излучения

атомов 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: rn = 2. энергию на любом энергетическом уровне: Еn = 3. скорость электрона на орбите: υn =

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.

Следствия из постулатов Бора: на длине окружности каждой стационарной орбиты укладывается целое число волн де – Бройля. = n на стационарной орбите момент импульса электрона квантуется. me υn rn = n – главное квантовое число, n = 1, 2, 3….

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) λ1рγ1 λ0е θ рγ ре1 λкомп = (не зависит от длины волны падающего света). Сдвиг длин волн: Δλ = λ1 - λ0   Δλ = 2λк 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. · λБ = · 1927 г. Джозеф Томсон– наблюдал дифракцию потока электронов при прохождении через золотую фольгу. (λе = λБ) · 1949 г. Фабрикант, Биберман, Сушкин – экспериментально доказали, что волновые свойства присуще отдельным электронам, а не только электронам в пучке (дифракция электронов на щели). (λе = λБ)

Теория вероятности для объяснения волновых свойств частиц. Дифракционная картина при рассеивании фотонов возникает потому, что вероятность попадания фотона в разные точки экрана не одинакова. I /N   0 t -2 -1 0 1 2 Дифракционные максимумы. Для того чтобы охарактеризовать поведение частиц используют соотношения неопределённости Гейзенберга. Произведение неопределённости координаты на неопределённость её импульса не меньше постоянной Планка. Δу Δ ру ≥ h Произведение неопределённости энергии на неопределённость времени не меньше постоянной Планка. Δ Еу Δt ≥ h Нельзя независимо рассматривать корпускулярные и волновые характеристики микрочастиц, они неотделимы: координата – характеризует корпускулярные свойства, а длина волны и импульс – волновые свойства. Одновременно точные определения импульса и положение частицы – невозможно! Одновременно точные определения энергии и времени жизни частицы – невозможно!

 

Наиболее полно исследованы спектры излучения атома водорода

Серия	Год открытия	Орбита, на которую переходит атом. n1	Орбита, с которой переходит атом. n2	Область излучения	Энергия излучения
Лаймана			2,3,4 …	У.Ф.	- 13,6 эВ
Бальмера			3,4,5…	видимая	- 3,39 эВ
Пашена			4,5, 6…	И.К.	-1,51 эВ
Брекет			5, 6, 7…	И.К.	- 0,85 эВ
Пфунд			6, 7…	И.К.	- 0,54 эВ

Частоту и длину волны излучения атома водорода можно рассчитать по формулам:

ν = R ( – ) = ( – )

(R – постоянная Ридберга, R = , R = 3, 29 * 10¹⁵ с ^{– 1})

Атомы излучают: Под действием высокой температуры; Под действием химической реакции (люминесценции) Под действием облучения.

Спектры поглощения получаются, когда свет от источника проходит через какую – либо среду.

Спектры испускания получаются, когда свет идёт непосредственно от источника излучения.

С П Е К Т Р Ы

 

(Таблица «Спектры испускания и поглощения»)

 

Сплошной спектр испускания

Линейчатый спектр испускания Na

Н

 

Полосатый спектр испускания

Линейчатый спектр поглощения

Na

 

H

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: