Bohr kvantum posztulátum
Bohr kvantum feltételezi - ezek a két alapvető feltevés lépett Bohr megmagyarázni stabilitásának atomok és spektrális törvények (belül Rutherford atom modell).
Rutherford bolygó atom modell lehetővé, hogy ismertesse a kísérletek eredményeit a szórását # 945; anyagi részecskék, de nem tudja megmagyarázni a létezését az atomok és a stabilitást.
A találmány egy bolygókerekes modell atom elektronok kell mozogni a stacionárius mag. Mozgó egy mag köré egy centripetális gyorsulás a vonzóerő a sejtmagba, az elektron must, mint minden gyorsan mozgó elektromos töltés. elektromágneses hullámokat bocsátanak ki egy frekvencia egyenlő a gyakorisága forradalom az elektron a mag körül.
Az elektron energia egy atom tehát folyamatosan csökken miatt sugárzás. Elektron maga megközelíteni minden fordulata a spirál a mag, és esik rá az intézkedés alapján a villamos erő a vonzás. Az atomok elveszti összes elektrondonor héj, valamint a benne rejlő fizikai és kémiai tulajdonságai. Továbbá, atom elveszíteni frekvenciaspektrumának besugárzással, azaz sugárzás atom kell biztosítani a folyamatos (szilárd) frekvenciaspektrum.
Ezek az eredmények segítségével kapott a klasszikus mechanika és elektrodinamika. éles ellentétben vannak a tapasztalat, ami azt mutatja, hogy a- Az atomok nagyon stabil rendszerek a gerjesztett állapotban létezhet a végtelenségig anélkül sugárzó elektromágneses hullámokat egyidejűleg
- A spektrum a atom emissziós vonal spektrum a (diszkrét) - kialakított egyes vonalak (a latin discretus - szakaszos, álló egyedi értékek)
1913-ban, a dán fizikus, Niels Bohr (1885-1962) bevezette a gondolatok a kvantum elmélet Rutherford nukleáris atom modell, és kidolgozott elmélet a hidrogénatom, amely megerősíti az összes ismert, akkor kísérletek. Bohr formálhatjuk posztulátumai a főbb rendelkezéseit, az új elmélet, amely előírja kevés korlátozás a megengedett mozgás a klasszikus fizika. Azonban egy konzisztens elmélet az atom Bohr nem ad. Később, a Bohr már szerepel, mint egy különleges eset a kvantummechanika. két feltételezés alapját képezik Bohr.
Az első posztulátum Bohr posztulátum stacionárius állapot
Nukleáris rendszer lehet csak bizonyos helyhez vagy kvantumállapotok, amelyek mindegyike megfelel egy bizonyos energia En. Az egyensúlyi állapot, az atom bocsát ki.
Bohr második tétel szabály frekvenciák
Fényemisszió játszódik az átmenetet a stacionárius állapotban az atom nagyobb energiával Ek állandósult állapotban kevesebb energiával En. Az energia a kibocsátott foton egyenlő a különbség az energiákat a stacionárius állapot:
A sugárzási frekvencia:
Vagy emissziós hullámhossz # 955; egyenlő:
Ahol h - Planck állandó, c - a fény sebessége vákuumban.
Amikor Ek> En. ez a kibocsátott foton. ha Ek kering kvantálási szabály határozza meg a sugarak az álló pályák: ahol n = 1, 2, 3, ..., m - az elektron tömege, rn - n-edik sugara a pályára, VN - sebessége az elektron ebben a pályán. N egész szám - a pozitív szám, amely az úgynevezett főkvantumszámú. A mennyiség (MVN) rn - pillanatában az elektron impulzus. h „- az az érték, amely egyenlő: h „= h / 2π = 1,05445887 • 10 -34 J • a ahol h - Planck állandó. A főkvantumszám számát adja meg a pályán, amely elérhető az elektron. A Bohr Posztulátumok alkalmazott építeni a legegyszerűbb elmélet atomi rendszer - hidrogénatom, amely a mag - proton és egy elektron. Ez az elmélet is vonatkozik hidrogén ionok, azaz atomok töltéssel Ze atommag és az elektronok elvesztette egy kivételével az összes (például Li 2+. Legyen 3+, stb). Feltételezve, hogy az elektron mozog egy kör alakú pályán, a Bohr tételezi lehetővé teszi számunkra, hogy megtalálják a sugarak rn álló, lehetséges elektron kering. Úgy működik, az elektron Coulomb erő: Ahol e - elektron töltése modulusa a nukleáris töltés, # 949; 0 = 8,85418782 * 10 -12 F / m - a dielektromos állandó SI egységekben. Coulomb erőnek az elektron a pályára a centripetális gyorsulás: Szerint a Newton második törvénye: A szabály alkalmazásával a kvantálási kering MVN rn = nh”. meg tudja szerezni azt a kifejezést a lehető sugarak pályáit. Megszünteti a sebesség vn az előző kifejezés, kapjuk: rn = 4π # 949; 0 2 N H '/ me 2 (mert h' = h / 2π) Így a sugarak a kering az elektron egy hidrogénatom egyenesen arányos a négyzetek a főkvantumszámú n. A legkisebb sugara kering, ha n = 1, azaz a sugara az első pályára jelentése hidrogénatom: r1 = 4π # 949; 0 H „/ me 2 = 0,528 * 10 -10 m = 0,528 # 197; A sugara az első pályára, hogy a hidrogénatom nevezzük első Bohr sugara, és arra szolgál, mint az egység hosszúságú atomfizika. A teljes energia E az elektron hidrogénatom, szerinti newtoni mechanika, az összege a kinetikus energia és potenciális energia az EK-P kölcsönhatását az elektron a nucleus: A potenciális energia az elektron egy atom negatív: Mivel a nulla referenciaszint vesszük végtelenben (ábra. 1.3), valamint az elektron megközelíti a mag, a potenciális energia csökken. Kölcsönható részecskék - atommag és az elektron - a költségeket előjelű. Ábra. 1.3. A potenciális energia az elektron egy atom. Helyettesítve a fordulatszám A kifejezés a teljes energia, megkapjuk: Behelyettesítve Ebben az egyenletben a kifejezés a sugarak a pályák, megkapjuk az energia szintjét az elektron egy hidrogénatom (az energia értékeit a stacionárius állapot egy atom): En = - (1 / (4π # 949; 0) 2) Me 4 / 2h „2 n 2 = - (me 4 / 8h 2 # 949; 0 2) * (1 / n 2), n = 1,2,3 ... En energiája az elektron a hidrogénatom függ főkvantumszámú n. amely meghatározza az energia szintjét az elektron egy hidrogénatom. A fő energia atomi állapotban (normális állapot az atom), - egy energia szinten n = 1. Az energia értéke megfelel az első (legalsó) energiaszintje egyenlő hidrogénatom: E1 = - (1 / (4π # 949; 0) 2) Me 4 / 2h „2 # 955; = -2,485 x 10 -19 = -13,53 eV J. Ebben az állapotban az atom lehet, ameddig csak akar. Annak érdekében, hogy ionizálja hidrogénatom, köteles azt az energia 13,53 eV, amely az úgynevezett ionizációs energia. Energia szintek ha n> 1 - izgatott energia állapot (gerjesztett állapota egy atom). Atomic gerjesztett állapot kevésbé stabil, mint az alapállapot. A élettartama egy atom ebben az állapotban van a nagyságrendileg 10 -8 másodpercig. Ez idő alatt egy elektron végezhet mintegy száz millió fordulat az atommag körül. Amikor elhaladnak a elektron a magot egy távoli helyhez kering k a legközelebbi n -edik pályára atom bocsát ki egy foton amelynek energiája a második posztulátum hvnk Bohr meghatározva: A frekvencia a sugárzás a hidrogénatom: VKN = (1 / (4π # 949; 0) 2) * (ME 4 / h „3) * [(1 / n 2) - (1 / k 2)] = R [(1 / n 2) - ( 1 / k 2)] R = (me 4 / (4π # 949; 0) 2) * 4πh „3) = (me 4 / 8h 3 # 949; 0 2) = 3,288 * 10 15 c -1 - Rydberg állandó Rydberg által meghatározott állandó a Planck-állandó, a tömeg és a töltés az elektron. Hullámhossz viszonya határozza meg: Rc = R / c = 1,0974 * július 10 m -1 - is Rydberg állandó c = 3 × 10 8 m / s - a fénysebesség vákuumban. Az elméleti érték R egybeesik a kísérleti érték nyert spektroszkópiai mérések. Energia általában mért elektronvolt (eV). EV - a teljesítmény értéke által megszerzett haladó elektron gyorsító potenciál különbség 1 V: 1 eV = 1,6 * 10 -19 * 1B Cl = 1,6 * 10 -19 J.Kapcsolódó cikkek