Материал: Применение_квантовой_физики_в_м_и_в
Для разрешения противоречий планетарной модели строения атома Нильс Бор предложил два постулата.
1. Атомная система может находиться только в определенных квантовых состояниях. Каждому такому состоянию соответствует своя энергия. В стационарном состоянии атом не излучает.
2. При переходе из одного стационарного состояния в другое испускается или поглощается квант электромагнитного излучения. Энергия кванта равна разности энергий атома в этих двух состояниях:
= − .
При переходе электрона с ближней к ядру орбиты на более удаленную орбиту атом поглощает квант энергии.
При переходе электрона с более удаленной от ядра орбиты на более ближнюю орбиту атом излучает квант энергии.
16
17
Поглощая энергию извне, электрон переходит в возбуждённое состояние, которому соответствует большее значение энергии. Возвращаясь в стационарное состояние, электрон излучает квант, энергия которого равна разности энергий возбужденного Em и
стационарного En состояний:
h mn hc Em En Emn .
mn
Каждый атом характеризуется определенным набором уровней разрешенной энергии.
В зависимости от случайных обстоятельств возникают самые различные энергетические переходы.
18
Переходя после возбуждения на нижележащий уровень, электрон излучает квант, энергию которого для атома водорода можно рассчитать по формуле
|
|
c |
|
1 |
|
1 |
|
|
h mn |
h |
|
hcR |
|
|
|
|
, |
mn |
|
m2 |
||||||
|
|
n 2 |
|
|
|
|||
где m определяет номер уровня, с которого электрон переходит, n – на который; R 1,097 107 м-1 - постоянная Ридберга.
Такие переходы могут происходить «прыжками» через различное число ступеней. Поэтому спектр излучения состоит из набора некоторого числа линий – это линейчатый спектр излучения.
В зависимости от значения числа n различают спектральные серии:
серия Лаймана (n = 1; m = 2, 3, 4, …), серия Бальмера (n = 2; m = 3, 4, 5, …), серия Пашена (n = 3; m = 4, 5, 6, …),
серия Пфунда (n = 4; m = 5, 6, 7, …) ...
Первые четыре линии серии Бальмера лежат в видимой области спектра.
Ядро состоит из протонов и нейтронов. Нуклоны – общее название протонов и нейтронов.
Суммарное число протонов и нейтронов называется массовым числом A.
Нейтроны электрически нейтральны. Положительный заряд ядра образуют протоны. Z – зарядовое число ядра, которое равно числу протонов в ядре. Оно совпадает с
порядковым номером элемента в таблице Менделеева.
Атом электрически нейтрален, поэтому число электронов в атоме равно числу протон в ядре.
Название ядра совпадает с названием элемента. Обозначение ядра AZ X .
Ядро атома при одинаковом числе протонов может содержать различное число нейтронов. Такие атомы называются изотопами.
Например, водород имеет три изотопа ( 11H - протий; 12H - дейтерий; 13H - тритий).
Между нуклонами существуют силы притяжения – ядерное взаимодействие, которое превосходит силы кулоновского отталкивания протонов. Это самое мощное из взаимодействий, но оно проявляется лишь на расстояниях, сравнимых с размерами нуклона (коротышка с сильными руками).
20