Bohr lui postulează cuantic - acestea sunt două ipoteze de bază introduse Bohr pentru a explica stabilitatea atomilor și a legilor spectrale (în cadrul modelului Rutherford al atomului).
Modelul planetar Rutherford al atomului posibil pentru a explica rezultatele experimentelor pe dispersia # 945; particulele de materie, dar nu poate explica existența atomilor și stabilitatea.
In conformitate cu un planetari electroni atom model trebuie să se deplaseze în jurul miezului staționar. Mutarea în jurul unui miez cu o accelerație centripetă datorită forței de atracție a nucleului, mustul de electroni, ca orice sarcină electrică în mișcare rapidă. emit unde electromagnetice cu o frecvență egală cu frecvența de rotație a electronului în jurul nucleului.
Astfel, energia electronilor într-un atom a descrește continuu datorită radiațiilor. Electron în sine a abordat cu fiecare rotație a elicei la miez și cad pe ea sub acțiunea forțelor electrice de atracție. Atomii pierd coajă de electroni, precum și proprietățile sale fizice și chimice inerente. In plus, atomul de a pierde spectrul de frecvență al radiațiilor, adică atom radiații trebuie să furnizeze un (solid) spectru de frecvență continuă.
Aceste rezultate, obținute cu ajutorul mecanicii clasice și electrodinamica. sunt în contrast puternic cu experienta, ceea ce arată că- Atomii sunt sisteme foarte stabile în stare neexcitat poate exista pe termen nelimitat, fără radiază unde electromagnetice, în același timp,
- Spectrul unui spectru linii de emisie atom este (discrete) - formate din liniile individuale (din discretus Latină - intermitent, constând în valori individuale)
In 1913, fizicianul danez Niels Bohr (1885 - 1962) a introdus ideile teoriei cuantice în modelul lui Rutherford nuclear al atomului și a dezvoltat teoria atomului de hidrogen, care este confirmat de toate experimentele cunoscute atunci. Bohr formulate ca postulate ale principalelor dispoziții ale noii teorii, care impune puține restricții privind circulația permisă a fizicii clasice. Cu toate acestea, o teorie consistentă a atomului, Bohr nu a dat. Mai târziu, teoria lui Bohr a fost inclusă ca un caz special în mecanica cuantică. două ipoteze stau la baza teoriei lui Bohr.
Primul postulat postulat Bohr stărilor staționare
Sistemul nucleară poate fi numai în anumite stări staționare sau cuantice, fiecare dintre care corespunde unei anumite energie En. În starea de echilibru, atomul emite.
al doilea postulat lui Bohr a frecvențelor regulă
Emisia de lumină apare la trecerea de la o stare staționară a atomului cu o mai mare energie Ek în starea de echilibru, cu mai puțină energie En. Energia fotonului emisă este egală cu diferența dintre energiile statelor staționare:
Frecvența de radiații este:
Sau lungime de undă de emisie # 955; este egal cu:
Acolo unde h - constanta lui Planck, c - viteza luminii în vid.
Când Ek> En. acesta este emis de fotoni. dacă Ek orbiteaza regula de cuantizare pentru a determina razele orbitelor staționare: unde n = 1, 2, 3, ..., m - masa electronului, rn - n-th raza orbitei, vzg - viteza electronului în această orbită. Integer n - numărul pozitiv, care se numește numărul cuantic principal. Cantitatea (MVN) rn - momentul impulsului de electroni. h „- este o valoare care este egală cu: h „= h / 2π = 1,05445887 • 10 -34 J • cu unde h - constanta lui Planck. Numărul cuantic principal specifică numărul de orbita, care poate fi accesat pe electroni. Bohr sa aplicat postulate pentru a construi cel mai simplu sistem atomic teorie - un atom de hidrogen, care constă din miez - proton și un electron. Această teorie se aplică și ionilor de hidrogen, adică atomi cu sarcină Ze nucleu și electroni a pierdut toate, dar unul (de exemplu, Li 2+. Be 3+ etc.). În ipoteza în care se mișcă de electroni într-o orbită circulară, Bohr postulează ne permite să găsească rn staționare raze, posibile orbite de electroni. Acesta acționează asupra electronilor Coulomb vigoare: În cazul în care e - taxa de electroni modul de sarcina nucleară, # 949; 0 = 8.85418782 * 10 -12 F / m - constanta dielectrică în unități SI. Coulomb forța imprimată de electroni în orbita accelerației centripete: Conform legii a doua a lui Newton: Folosind regula de cuantificare a orbitelor MVN rn = nh“. puteți obține o expresie pentru posibila razele orbitelor. Eliminarea vitezei vzg expresiei anterioare, obținem: rn = 4π # 949; 0 2 n h '/ me 2 (deoarece h' = h / 2π) Astfel, razele orbitelor electron într-un atom de hidrogen, direct proporțional cu pătratelor principalului număr cuantic n. Cele mai mici Orbitele rază când n = 1, adică raza primei orbitei este un atom de hidrogen: r1 = 4π # 949; 0 h „/ me 2 = 0,528 * 10 -10 m = 0,528 # 197; Raza primei orbita atomului de hidrogen se numește o primă rază Bohr, și servește ca unitate de lungime în fizica atomică. energia totală E a unui electron într-un atom de hidrogen, conform cu mecanica newtoniană, este suma dintre energia cinetică și energia potențială a interacțiunii CE P electronului cu nucleul: Energia potențială a unui electron dintr-un atom este negativ: Deoarece nivelul zero de referință este luată la infinit (fig. 1.3), precum și electronul se apropie de nucleu, energia potențială scade. Interacționând particule - nucleu și electroni - sunt acuzații de semne opuse. Fig. 1.3. Energia potențială a unui electron dintr-un atom. Substituind valoarea vitezei în expresia energiei totale, obținem: Substituind în această ecuație expresia pentru razele orbitelor, obținem nivelele de energie ale electronilor într-un atom de hidrogen (valorile energetice ale statelor staționare ale unui 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 energie a electronului într-un atom de hidrogen depinde de numarul cuantic principal n. care determină nivelurile de energie ale electronului într-un atom de hidrogen. Energia principala stare atomică (starea normală a atomului), - un nivel de energie la n = 1. Valoarea energetică care corespunde primului (cel mai scăzut) nivelul de energie este egal cu un atom de hidrogen: E1 = - (1 / (4π # 949; 0) 2) me 4 / 2h „2 # 955; = -2.485 x 10 -19 = -13.53 eV J. În această stare, atomul poate fi atâta timp cât doriți. Pentru a ioniza un atom de hidrogen, acesta trebuie să informeze de energie 13,53 eV, care se numește energie de ionizare. nivelurile de energie atunci când n> 1 - este starea de energie excitat (starea excitat de un atom). Atomic stare de excitare este mai puțin stabil decât starea de sol. Durata de viață a unui atom în această stare este de ordinul a 10 -8 secunde. În acest timp, un electron se poate realiza aproximativ o sută de milioane de rotații în jurul nucleului. La trecerea electronilor din nucleu, cu o telecomandă orbite staționare k cel mai apropiat atom orbită n-lea emite un foton a cărui energie este al doilea postulat hvnk Bohr determinat: Frecvența radiației atomului de hidrogen: 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 - constanta Rydberg constanta Rydberg determinata de constanta lui Planck, masa și sarcina unui electron. Lungimea de undă determinată de relația: Rc = R / c = 1,0974 * 10 iulie m -1 - De asemenea, constant Rydberg c = 3 10 8 × m / s - viteza luminii în vid. Valoarea teoretică R coincide cu valoarea experimentală obținută în urma măsurătorilor spectroscopice. Energia este de obicei măsurată în electron volți (eV). EV - o valoare a puterii dobândită prin trecerea electronilor accelerând diferență de potențial de 1 V: 1 eV = 1,6 * 10 -19 * 1B Cl = 1,6 * 10 -19 J.articole similare