1
Joseph Thomson (1856-1940)
Nagroda Nobla z fizyki 1906
Model Thomsona   atomy składają się ujemnie
za odkrycie elektronu
naładowanych cząstek otoczonych przestrzenią
dodatniÄ…
2
folia Au
Ernest Rutheford (1871-1937)
czÄ…stki alfa
Nagroda Nobla z chemii 1908
za potwierdzenie istnienia
jÄ…dra atomowego
3
Problemy modelu planetarnego:
Problemy modelu planetarnego:
Problemy modelu planetarnego:
Problemy modelu planetarnego:
" Wiadomo, \
e atomy emitujÄ… promieniowanie
elektromagnetyczne o ściśle określonych
długościach. Model planetarny nie przewiduje
takiego zachowania
" W modelu planetarnym elektron krÄ…\
ący wokół
jądra pownien spadać na nie po spiralnym
torze co prowadzi do katastrofy. Atomy w
rzeczywsitości są stabilne.
4
widmo emisji
widmo emisji
widmo emisji
widmo emisji
widmo absorpcji
widmo absorpcji
widmo absorpcji
widmo absorpcji
5
Widma emisji i absorpcji
Widma emisji i absorpcji
Widma emisji i absorpcji
Widma emisji i absorpcji
Widma emisji i absorpcji
Widma emisji i absorpcji
Widma emisji i absorpcji
Widma emisji i absorpcji
Wodór
Wodór
Wodór
Wodór
Seria Balmera
Seria Balmera
Seria Balmera
Seria Balmera
(zakres widzialny):
(zakres widzialny):
(zakres widzialny):
(zakres widzialny):
RH  Stała Rydberga
RH  Stała Rydberga
RH  Stała Rydberga
RH  Stała Rydberga
6
Postulaty Bohra:
Postulaty Bohra:
Postulaty Bohra:
Postulaty Bohra:
1. Elektron porusza się wokół protonu po okręgu
pod wpływem siły Coulomba
2. Tylko niektóre orbity elektronu są dozwolone. Są
to orbity na których elektron nie emituje energii
(promieniowania EM)
3. Promieniowanie EM jest emitowane podczas
przeskoku elektronu z orbity o wy\
szej energii na
orbitÄ™ o ni\
szej energii. Emitowana energia nie
zale\
y od częstości ruchu elektronu po orbicie:
Ei-Ef=hf (Ei-energia orbity poczÄ…tkowej, Ef-
Ei-Ef=hf
Ei-Ef=hf
Ei-Ef=hf
energia orbity końcowej, h stała Plancka, f-
częstotliwość emitowanego promieniowania).
4. Promień orbity wynika ze skwantowania momentu
pędu elektronu względem protonu:
n=1, 2, 3, &
mevr = nh
7
Energia
Energia
mev2 e2
(- e)(e) e2
całkowita:
E = - k
potencjalna: Ep = k = -k
2 r
r r
II zasada
e2 v2 mev2 e2 e2
dynamiki
k = me Ò! = k
E = -k
Newtona:
r2 r 2 2r
2r
IV postulat
n2h2
e2
mevr = nhÒ! v2 =
Bohra: v2 = k
2
me2r
mer
n2h2
n=1, 2, 3, &
rn =
kmee2
8
Promień Bohra
Promień Bohra
Promień Bohra
Promień Bohra
(promień atomu wodoru):
h2
a0 = = 0.0529nm
meke2
rn = n2a0 = n2 Å"0.0529nm
Energia n-tej orbity:
Energia n-tej orbity:
Energia n-tej orbity:
Energia n-tej orbity:
2
mek e4 1 13.6
ëÅ‚ öÅ‚
En = - = - eV
ìÅ‚ ÷Å‚
2h2 íÅ‚ n2 Å‚Å‚ n2
9
Częstotliwość promieniowania emitowanego
przy przejściu między poziomami:
öÅ‚
Ei - Ef
mek2e4 ëÅ‚ 1 1
ìÅ‚ ÷Å‚
seria
f = = -
Paschen
h 4Ä„h3 ìÅ‚ n2 ni2 ÷Å‚
f
íÅ‚ Å‚Å‚
seria
2
öÅ‚
1 f mek e4 ëÅ‚ 1 1
Balmera
ìÅ‚ ÷Å‚
= = -
 c 4Ä„ch3 ìÅ‚ n2 ni2 ÷Å‚
f
íÅ‚ Å‚Å‚
seria
mek2e4
Lymana
RH =
4Ä„ch3
10
Model Bohra dobrze przewiduje strukturę elektronową wodoru i atomów
wodoropodobnych (jednokrotnie zjonizowany hel, dwukrotnie zjonizowany
lit itd.). Zawodzi jednak w przypadku atomów wieloelektornowych
n- główna liczba kwantowa
n- główna liczba kwantowa
n- główna liczba kwantowa
n- główna liczba kwantowa
l  orbitalna liczba kwantowa
l  orbitalna liczba kwantowa
l  orbitalna liczba kwantowa
l  orbitalna liczba kwantowa
(odpowiedzialna z spłaszczenie orbity)
orbitalna liczba kwantowa mo\
e
przybierać wartości od 0 do n-1
Stany o tej samej liczbie n nazywamy
powłokami.
powłokami
powłokami
powłokami
n=1 powłoka K
n=2 powłoka L
n=3 powłoka M
itd&
m- magnetyczna liczba kwantowa
m- magnetyczna liczba kwantowa
m- magnetyczna liczba kwantowa
m- magnetyczna liczba kwantowa
(rozszczepienie poziomów w obecności
pola magnetycznego). Magnetyczna
liczba kwantowa mo\
e przybierać
wartości od  l do l
11
Funkcja falowa elektronu na
orbicie jest falÄ… stojÄ…cÄ…
2Ä„r = n
h h
mevr = nh
v = =
p mev
12
liczba kwantowa nazwa dozwolone ilość
liczba kwantowa nazwa dozwolone ilość
liczba kwantowa nazwa dozwolone ilość
liczba kwantowa nazwa dozwolone ilość
wartości dozwolonych
wartości dozwolonych
wartości dozwolonych
wartości dozwolonych
wartości
wartości
wartości
wartości
główna nieskończona
n 1,2, 3, &
orbitalna
l 0,1,2,& , n-1 n
magnetyczna
m -l, l+1, & , l-1, l 2l+1
Dla ka\
dej głownej liczby kwantowej n istnieje n2 stanów
Dla ka\
dej głownej liczby kwantowej n istnieje n2 stanów
Dla ka\
dej głownej liczby kwantowej n istnieje n2 stanów
Dla ka\
dej głownej liczby kwantowej n istnieje n2 stanów
o ró\
nych liczbach l i m.
o ró\
nych liczbach l i m.
o ró\
nych liczbach l i m.
o ró\
nych liczbach l i m.
13
spin do
góry
jÄ…dro
Dla ka\
dego zestawu liczb kwantowych
n, l, m mo\
liwe sÄ… dwa stany elektronu
związane z jego spinem- wewnętrznym
spinem- wewnętrznym
spinem- wewnętrznym
spinem- wewnętrznym
momentem pędu.
momentem pędu.
momentem pędu.
momentem pędu.
Spin elektronu opisuje spinowa liczba
spinowa liczba
spinowa liczba
spinowa liczba
kwantowa s
kwantowa s
kwantowa s
kwantowa s
Spinowa liczba kwantowa mo\
e
przybierać wartości +1/2 i -1/2
jÄ…dro
spin do
góry
14
15