КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Тема 15. Теория Бора для атома водорода. Спектр атома водорода
Постулаты Бора. Первый постулат: в атоме существуют стационарные (не изменяющиеся со временем) состояния, находясь в которых атом не излучает энергии. Стационарным состояниям атома соответствуют стационарные орбиты, на которых находятся электроны. В стационарном состоянии атома для электрона на круговой орбите значения момента импульса могут принимать только определенный набор дискретных значений, удовлетворяющих условию: (n = 1, 2, 3, …), где me – масса электрона, υn – скорость электрона на n -ой орбите радиуса rn, n – номер орбиты, ħ = h/2 (h – постоянная Планка). Радиус n -ой орбиты для атома водорода: , где где e – заряд электрона, ε o – электрическая постоянная, а – радиус первой орбиты (n = 1), называемый первым боровским радиусом.
Второй постулат: при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую излучается (или поглощается) один фотон с энергией hν, равной разности энергий соответствующих стационарных состояний En и Еm: . При переходе атома из состояния большей энергии в состояние меньшей энергии происходит излучение фотона, а при поглощении фотона происходит переход атома из состояния меньшей энергии в состояние большей энергии. Дискретность набора значений энергии стационарных состояний En и Еm предопределяет дискретность набора возможных частот ν квантовых переходов между этими состояниями, что обусловливает линейчатость спектра атома. По теории Бора полная энергия электрона на n -ой орбите атома водорода: (n = 1, 2, 3, …), Из приведенной формулы следует, что энергетические состояния атома образуют последовательность уровней, энергия которых изменяется в зависимости от значения числа n, называемое главным квантовым числом. Энергетическое состояние с n = 1 является основным состоянием, а состояния с n >1 являются возбужденными с остояниями.
Согласно второму постулату Бора, при переходе атома водорода из состояния n в состояние т с меньшей энергией испускается фотон с энергией hν: , откуда частота ν квантового перехода в спектре испускания атома водорода: , где R – постоянная Ридберга (). Числа m (m = 1, 2, 3 …) и n (n = m + 1, m + 2, m + 3, …) определяют номера электронных орбит в атоме, между которыми происходит квантовый переход. Приведенная формула описывает серии линий в спектре испускания атома водорода (рис. 31), где m определяет серию (m = 1, 2, 3…), а n определяет отдельные линии соответствующей серии (n = m + 1, m + 2, m + 3, …). Спектр испускания атома водорода. В ультрафиолетовой области спектра атома водорода наблюдается серия Лаймана (m = 1): (n = 2, 3, 4, …). В видимой области спектра атома водорода наблюдается серия Бальмера (m = 2): (n = 3, 4, 5, …). В инфракрасной области спектра атома водорода наблюдаются: серия Пашена (m = 3): (n = 4, 5, 6, …); серия Брэкета (m = 4): (n = 5, 6, 7, …); серия Пфунда (m = 5): (n = 6, 7, 8, …); серия Хэмфри (m = 6): (n = 7, 8, 9, …).
Рис. 31.
Таким образом, квантовая теория атома, созданная Бором, позволила описать экспериментально наблюдаемые атомные спектры поглощения и испускания.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 449; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |