АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Энергетические уровни атомов

Читайте также:
  1. VI. Биоэнергетические принципы аналитической терапии
  2. Билет 12. Предмет социальной философии. Уровни анализа общественных отношений
  3. Билет № 1 Понятие мировоззрения, его основные сферы, уровни и типы.
  4. Биоэнергетические основы жизни
  5. Биоэнергетические упражнения по установлению связи с землей
  6. Валентности и степени окисления атомов в некоторых соединениях
  7. Виды групп и уровни их развития
  8. Виды и уровни менеджмента предприятия
  9. Водородоподобные атомы. Энергетические уровни. Квантовые числа.
  10. Возможности эгрегора энергетические и информационные
  11. Вопрос: Правовая культура: понятие, уровни, виды, функции.
  12. Гидроэнергетические, лесные, агроклиматические, рекреационные ресурсы

 

Энергия электрона, находящегося на стационарной орбите, называется уровнем энергии атома (энергетическим уровнем). С увеличением квантового числа энергия атома возрастает и при n®¥ , E®0.

Рисунок 29.

 
 

 

Уровни значений полной энергии атома водорода представлены на рис.29.

С возрастанием квантового числа увеличивается расстояние (радиус орбиты, по которой движется электрон), а полная и потенциальная энергия стремится к нулю. Кинетическая энергия также стремится к нулю и область E>0 соответствует состоянию свободного электрона.

Кроме главного квантового числа n= 1,2,3… состояние атома характеризуется орбитальным ℓ=0,1,2,… n-1, определяющим форму орбиты, магнитным m1 = -1,…,-1,0,+1,…,+1 (ориентация орбиты в пространстве), магнитным спиновым ms= -1/2; +1/2 (собственное вращение электрона в атоме). То есть для одинакового главного квантового числа существует множество состояний электрона (энергетических состояний), распределение, которых удовлетворяет двум принципам:

1. В атоме состояние всех электронов различны, то есть не может быть электронов, имеющих одинаковую комбинацию квантовых чисел (принцип исключения) - установлен в 1925 году швейцарским физиком В.Паули].

2. Распределение электронов в атоме должно соответствовать минимуму энергии атома (принцип минимума энергии).

Общее число электронов в атоме определяется зарядом его ядра, выраженным через элементарный заряд. У атома с минимальной энергией (невозбужденного) электроны заполняют ближайшие к ядру слои, имеющим n оболочек (от 0 до n-1) с определенным количеством электронов в каждой из них.

Построение этой теории стало возможным благодаря тщательным исследованиям спектров излучения различных газов (спектров излучения атомов), в результате которых были обнаружены спектральные линии, расположенные по определенной закономерности. В атоме водорода, например, эта закономерность определена формулой Бальмера-Ридберга

 

,

 

где R = me2/8ε2h2 = 3,28985·1015 с-1 ≈ 3,29·1015 c-1 – постоянная Ридберга, n и n0 – квантовые числа, соответствующие начальному (до излучения) и конечному (после излучения) энергетическим состояниям атома.



При переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую (ближнюю к ядру) атом излучает квант энергии, равный разности энергий атома до и после излучения

 

.

 

В спектре можно выделить группы линий, которые получили название спектральных серий. Каждая серия соответствует переходам возбужденного атома на один и тот же энергетический уровень (рис.30)

Серия Лаймана расположена в ультрафиолетовой части спектра. Она образуется в результате перехода электронов с верхних энергетических уровней на основной (n=1). Интенсивность возрастает с уменьшением длины волны.

Серия Бальмера находится в видимой и близкой к ультрафиолетовой областях спектра. Она обнаружена в 1885 году швейцарским физиком Бальмером и является, по сути, началом построения квантовой теории атома.

Серия Пашена находится в инфракрасной области спектра. Она возникает при переходе электронов на третий энергетический уровень.

 

Рисунок 30.

 

Существуют и другие серии, однако спектр ограничен, так как энергетические уровни атома по мере увеличения главного квантового числа сближаются и вероятность перехода между ними мала, поэтому они практически не наблюдаются.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 |


Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.007 сек.)