|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Теория БораРаздел 1. Строение вещества СТРОЕНИЕ АТОМА
Основные сведения о строении атома
Строение атома. Атомные ядра, их состав. Изотопы. Планетарная модель строения атома и строение атома водорода по Бору. Двойственная природа электрона. Квантовые числа. Многоэлектронные атомы. Принцип Паули. Принцип наименьшей энергии (правило Клечковского). Правило Хунда
Атом – это наименьшая частица химического элемента, сохраняющая все его химические свойства. Экспериментальной основой теории строения атомов является изучение атомных спектров. Атом каждого химического элемента имеет индивидуальный спектр, а по числу спектральных линий, их расположению в спектре и длинам волн поглощаемого или испускаемого света делают заключение о строении данного атома Для объяснения особенностей спектров нагретых тел немецким физиком М.Планком (1900 г.) была предложена теория, основанная на предположении, что энергия не излучается атомами непрерывно, а испускается отдельными мельчайшими порциями – квантами, величина которых зависит от частоты излучаемого света:
E = hn
где Е – энергия кванта, h –постоянная Планка, равная 6,626×10-34 Дж×с; n - частота колебаний, равная отношению скорости света с = 3×108 м/с к длине волны. Излучая или поглощая квант света, атом переходит из одного энергетического состояния в другое. Все знания о строении атома имеют модельный характер и общепринятой является ядерная модель атома, предложенная в 1911 г. английским физиком Э. Резерфордом. Согласно этой модели в центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома, а на относительно большом расстоянии от него движутся отрицательно заряженные электроны в таком числе, что в целом атом электронейтрален. Электрон представляет собой элементарную частицу очень малой массы me = 9,11×10-31 кг, несущую отрицательный заряд e = 1,602×10-19 Кл. Обычно этот заряд принимают за условную величину, полагая заряд электрона равным –1. Значительно позднее было установлено, что ядро атома состоит из двух других элементарных частиц – протонов и нейтронов. Протон несет положительный заряд, равный по величине заряду электрона и имеет массу mp = 1,67×10-27 кг, т.е. протон примерно в 2000 раз тяжелее электрона. Масса нейтрона приблизительно равна массе протона, но в отличие от протона нейтрон электронейтрален.
Теория Бора
Первая количественная теория строения простейшего атома – атома водорода – была разработана в 1913 г. датским физиком Н.Бором на основе квантовой теории излучения Планка и законов классической механики. Бор предположил, что движение электрона около ядра атома ограничено индивидуальной круговой орбитой, находясь на которой он не излучает и не поглощает энергию. Радиусы таких стационарных орбит по теории Бора определяются соотношением rn = 0,053n2 нм, а энергия электронов на этих орбитах:
(1 эВ = 1,6×10-19 Дж); n = 1, 2, 3… было названо квантовым числом орбиты. При поглощении кванта энергии электрон с одной из близлежащих к ядру орбит перескакивает на одну из более удаленных. Обратный переход сопровождается излучением кванта той же величины. Так, при переходе электрона с дальней орбиты (nд) на ближнюю (nб) излучаемый квант света будет иметь энергию:
откуда можно вычислить частоту n излучаемого кванта света и длину волны l, т.к. l×n = c. Это объясняет происхождение и вид спектра атома водорода. Вычисленные теоретически длины волн (или их частоты) спектральных линий в спектре атома водорода почти в точности соответствовали экспериментально наблюдаемым, что свидетельствовало о в основном правильном выборе модели атома. Однако, теория Бора имела ряд существенных недостатков. Так, она не могла объяснить некоторые особенности спектра атома водорода, оказалась неприменимой к многоэлектронным атомам и, что самое главное, не могла объяснить образование из атомов водорода его молекула H2.
Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.) |