skanuj0015

ZAKAZ PAULI EGO

W jednym atomie nie może być dwóch elektronów o identycznej kombinacji liczb kwantowych. Tak brzmi podstawowe prawo w mechanice kwantowej - zakaz Pauliego. Maksymalna liczba stanów energetycznych w danej powłoce elektronowej wynosi 2n2. W podpowłoce określonej liczbą I liczba stanów energetycznych

Jak jest zbudowany i z jakich elementów składa się atom?

Atom składa się z jądra o średnicy ok. 10"14 m, w którym są skupione protony o ładunku dodatnim i neutrony nie mające ładunku. Masa protonów i neutronów jest w przybliżeniu jednakowa. Liczba protonów decyduje o rodzaju pierwiastka (liczbie atomowej) i jest równa liczbie elektronów, krążących po zewnętrznych orbitach atomu. Pierwszym przybliżeniem budowy orbit jest model Bohra. Liczba neutronów jest zbliżona do liczby protonów, ale różna dla poszczególnych izotopów danego pierwiastka. Suma neutronów i protonów decyduje o masie atomowej izotopu. Elektron ma masę znacznie mniejszą od masy protonu (1860 razy) i ładunek ujemny, co do bezwzględnej wartości równy ładunkowi protonu, dzięki czemu atom jest elektrycznie obojętny. Średnica atomu jest większa od jądra o 4-^A5 rzędów wielkości i w zależności od liczby atomowej mieści się w granicach 10~9-^A10~10 m.

Główne założenia teorii Bohra:

Bohr wprowadził dwa założenia sprzeczne z klasyczną elektrodynamiką:

1.    Emisja kwantu promieniowania o energii hv jest możliwa tylko

w przypadku przeskoku elektronu z orbity o wyższej energii na orbitę o niższej energii, natomiast nie jest emitowane promieniowanie podczas krążenia elektronu po orbicie stacjonarnej.

2.    Elektrony mogą w stanie stacjonarnym zajmować tylko takie orbity, aby

ich moment pędu był całkowitą wielokrotnością stałej h/2n (h - stała Plancka), a więc mvr = nh/2n. Postulat ten okazał się zgodny z nasadami mechaniki falowej. Jeżeli podstawimy za A zależność de Br^Aie'a >£^A, to otrzymamy zależność 2nr = nA(n- liczba całkowita), co oznacza, że elektron krążący po orbicie tworzy falę stojącą o długości A (rys. 1.1). VMFy

X

Jakie jest zastosowanie modelu atomu Bohra?

Głównym zastosowaniem i sukcesem teorii Bohra była interpretacja linii widmowych atomu wodoru. Linie te były usystematyzowane wcześniej przez Balmera i był znaleziony wzór empiryczny umożliwiający wyliczenie wielu linii. Okazało się, że na podstawie teorii Bohra można było wyprowadzić analogiczny wzór, a także wzory na linie widmowe innych serii. Nawet obecnie jest stosowane oznaczanie linii widmowych charakterystycznego promieniowania rentgenowskiego oparte na modelu Bohra, zgodnie z którym promieniowanie, powstające w wyniku przeskoku elektronu z wyższych orbit elektronowych na orbitę pierwszą (n = 1) nazywamy promieniowaniem serii K (literami K, L, M, N... oznaczono kolejne orbity). Podobnie przeskok elektronów z wyższych orbit na orbitę drugą nazywamy promieniowaniem serii L itd.

Seria M Seria K Seria L

Rysunek 1.2. Orbity elektronowe w modelu Bohra z oznaczeniem serii widmowych K, L, M W ramach danej serii rozróżnia się jeszcze linie a, /?, y... w zależności od różnicy numerów orbit, między którymi nastąpił przeskok. Na przykład promieniowanie Ka jest emitowane, gdy elektron przeskakuje z orbity drugiej na pierwszą, a La - z trzeciej na drugą, Kp - z trzeciej na pierwszą, Lp -z czwartej na drugą itd. (rys. 1.2). Niestety fiaskiem teorii Bohra była niemożność interpretacji na jej podstawie różnych subtelnych linii (np. linia

6