Будова атома. Теорія Бора. Рівняння Шредігера для атомів водню

Ядра всіх атомів складаються з протонів (електричний заряд +е, маса mp=1,67·10-27кг) і нейтронів (заряд рівний нулю, маса mn=1,675·10-27кг). Спільна назва протонів і нейтронів – нуклони. Нуклони – складові частинки ядра. Між нуклонами діють короткодіючі сили притягання – ядерні сили.

Атоми, які мають однаковий заряд ядра, але різну масу, називаються ізотопами. Ізотопи ядра хімічного елемента мають однакове число протонів, але різне число нейтронів у складі ядра. Всі ізотопи одного і того самого елемента мають однакові хімічні властивості, але можуть відрізнятись радіоактивністю.

Перший постулат Бора

В атомі існують деякі стаціонарні стани, які не змінюються в часі без зовнішніх впливів. У цих станах атом не випромінює електромагнітних хвиль.

Другий постулат Бора

При переході атома з одного стаціонарного стану в інше їм випускається або поглинається один квант енергії.

hn = En2 – En1

А́томво́дню — найпростіший із атомів хімічних елементів.

Він складається з позитивно зарядженого ядра, яке для основного ізотопа є просто протоном, і одного електрона.

Бор розробив теорію атома водню, яка була підтверджена експериментально. В основі борівської теорії атома лежать два основні постулати:

1) Електрони можуть рухатись в атомі тільки по певних орбітах, перебуваючи на яких вони, незважаючи на наявність у них прискорення, не випромінюють (постулат стаціонарних атомів).

2) Правило квантування орбіти: в стаціонарному стані атома електрони, рухаючись по колових орбітах, повинні мати дискретні, квантові значення моменту імпульсу, що відповідає умові:

де m – маса електрона, V, r – швидкість електрона на n – й орбіті та її радіус, h – стала Планка.

3) Правило частот: атом випромінює або поглинає квант електромагнітної енергії при переході електрона з одного стаціонарного стану в інший.

Енергія кванта дорівнює різниці енергії стаціонарних станів електрона до Е2 і після Е1 переходу:

Квантування енергії механічного та магнітних моментів орбітального руху електронів. Спектр атома водню. Спін електрона

Багатоелектронні атоми. Принцип Пауля. Розподіл електронів в атомах по енергетичних станах. Періодична система елементів

Паулі встановив квантомеханічний закон – принцип Пауля. Пауль заперечує накопичення електронів на самому нищому енергетичному рівні. Принцип пауля: в любій системі, що має багато електронів, в стаціонарному стані, що визначається набором 4 квантових чисел, не може бути одного електрона. Або В одному і тому ж атомі не може бути більше одного елекрона з однаковими набором чотирьох квантових чисел.

Сукупність електронів в багато електронному атомі, що має одне й те саме квантове число n – електронна оболонка. В кожній із оболонок електрони розділяються на під оболонки. Оскільки орбітальне квантове число має значення від 0 до n-1, число під оболонок = порядковому номеру n оболонки. К-сть електронів в під оболонці визначається магнітним та магнітним квантовим числом.

Періоди́чнасисте́маелеме́нтів-класифікаціяхімічних елементів, розроблена на основі періодичного закону.Формулювання його: властивості елементів перебувають у періодичній залежності від заряду їхніх атомних ядер. Заряд ядра Z дорівнює атомному (порядковому) номеру елемента в системі. Елементи, розташовані за зростанням Z. утворюють 7 періодів. Період — сукупністьелементів, щопочинаєтьсялужнимметалом та закінчуєтьсяблагороднимгазом .У 2-у і 3-у періодах — по 8 елементів, у 4-у і 5-у — по 18, у 6-у 32. Вертикальністовпці — групиелементів з подібнимихімічнимивластивостями.

Хімічні і фіз. Властивості залежать від валентних електронів.

Валентність – існування незалежних зон

Рентгенівські спектри атомів

Рентгенівські спектри, спектри випускання і поглинання рентгенівських променів, тобто електромагнітного випромінювання в області довжин хвиль від 10 -4 до 10 -3

Електор-маг хвиля має суцільний і лінійчастий спектри.

Закон Мозлі: , де z- порядковий номер, R- стала Рідберга, ν- визначає лінію, σ- стала екранування.

Фізична природа хімічного зв’язку. Енергетичні рівні та спектри молекул

Хімічні зв’язки - взаємодія валентних елементів зони іонні та ковалентні.

Ковалентний – узагальнений спектор 2ох атомів.

Загальна енергія молекул – елементи електрона плюс енергія ядра. В металах немає заборонених зон.

Взаємодія світла з квантовими системами

Спонтанне випромінювання(звичайне) випромынювання тобто випромінювання, яке відбувається під впливом зовнішньої електромагнітної хвилі.Спонтанне випромінювання є результатом взаємодії квантовомеханічної системи із нульовими коливаннямиелектромагнітного поля.Час, коли відбувається спонтанне випромінювання, наперед визначити неможливо.Спонтанне випромінювання визначає природну ширину спектральної лінії

Вимушене випромінювання - випромінювання фотоназбудженою квантовомеханічною системою під впливом резонансної електромагнітної хвилі.При вимушеному випромінюванні фотон не тільки не поглинається збудженою квантовомеханічною системою, наприклад, молекулою, а викликає перехід цієї системи до стану з меншою енергією, щосупроводжуєтьсяпоявоюще одного фотона, когерентногоізпершим.Вимушеневипромінювання - лежить в основіроботилазера.

Ідея 3ох рівневого лазеря:

Лазері бувають: твердотілі, рідинні, на барвниках(метали з домішками), напівпровідникових(діодів).

Барвник – різні метали, домішки.

Особливість лазерного переходу – коректність, велика енергія, монохроматичність, слабе розсіювання.