Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г.

Нажмите для полного просмотра!

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №2

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №3

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №4

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №5

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №6

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №7

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №8

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №9

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №10

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №11

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №12

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №13

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №14

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №15

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №16

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №17

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №18

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №19

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №20

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. , слайд №21

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. . Презентация содержит 21 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Глава 27. Теория атома водорода по Бору Большую роль в развитии атомистической теории сыграл Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. Периодическую систему элементов, в которой впервые на научной основе был поставлен вопрос о единой природе атомов. Во второй половине XIX в. экспериментально было доказано, что электрон является одной из основных составных частей любого вещества. Эти выводы, а также многочисленные экспериментальные данные привели к тому, что в начале XX в. серьезно встал вопрос о строении атома.

Слайд 2

Описание слайда:

Модель атома Дж. Дж. Томсона (1903) Согласно этой модели, атом представляет собой непрерывно заряженный положительным зарядом шар радиусом порядка 10-10м, внутри которого около своих положений равновесия колеблются электроны. Суммарный отрицательный заряд электронов равен положительному заряду шара, поэтому атом в целом нейтрален.

Слайд 3

Описание слайда:

Ядерная (планетарная) модель атома Резерфорда (1911) Согласно этой модели, вокруг положительного ядра, имеющего заряд Ze (Z — порядковый номер элемента в системе Менделеева, е — элементарный заряд), размер 10-15 — 10-14 м и массу, практически равную массе атома, в области с линейными размерами порядка 10-10 м по замкнутым орбитам движутся электроны, образуя электронную оболочку атома. Так как атомы нейтральны, то заряд ядра равен суммарному заряду электронов, т. е. вокруг ядра должно вращаться Z электронов.

Слайд 4

Описание слайда:

Второй закон Ньютона для электрона, движущегося по окружности под действием кулоновской силы, имеет вид Уравнение (208.1) содержит два неизвестных: r и v. Следовательно, существует бесчисленное множество значений радиуса и соответствующих ему значений скорости (а значит, и энергии), удовлетворяющих этому уравнению. Поэтому величины r, v (следовательно, и Е) могут меняться непрерывно, т. е. может испускаться любая, а не вполне определенная порция энергии. Тогда спектры атомов должны быть сплошными. В действительности же опыт показывает, что атомы имеют линейчатый спектр.

Слайд 5

Описание слайда:

Из выражения (208.1) следует, что при r  10-10 м скорость движения электронов v  106 м/с, а ускорение v2/r = 1022 м/с2. Согласно электродинамике, ускоренно движущиеся электроны должны излучать электромагнитные волны и вследствие этого непрерывно терять энергию. В результате электроны будут приближаться к ядру и в конце концов упадут на него. Таким образом, атом Резерфорда оказывается неустойчивой системой, что опять-таки противоречит действительности. Преодоление возникших трудностей потребовало создания качественно новой — квантовой — теории атома.

Слайд 6

Описание слайда:

§ 209. Линейчатый спектр атома водорода Швейцарский ученый И. Бальмер (1825—1898) подобрал эмпирическую формулу, описывающую все известные в то время спектральные линии атома водорода в видимой области спектра:

Слайд 7

Описание слайда:

В дальнейшем (в начале XX в.) в спектре атома водорода было обнаружено еще несколько серий. В ультрафиолетовой области спектра находится серия Лаймана:

Слайд 8

Описание слайда:

В инфракрасной области спектра были также обнаружены: серия Пашена серия Брэкета серия Пфунда серия Хэмфри

Слайд 9

Описание слайда:

Все приведенные выше серии в спектре атома водорода могут быть описаны одной формулой, называемой обобщенной формулой Бальмера: m имеет в каждой данной серии постоянное значение, m = 1, 2, 3, 4, 5, 6 (определяет серию), n принимает целочисленные значения начиная с m + 1 (определяет отдельные линии этой серии)

Слайд 10

Описание слайда:

§ 210. Постулаты Бора Первый постулат Бора (постулат стационарных состояний): в атоме существуют стационарные (не изменяющиеся со временем) состояния, в которых он не излучает энергии. Стационарным состояниям атома соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны. Движение электронов по стационарным орбитам не сопровождается излучением электромагнитных волн. В стационарном состоянии атома электрон, двигаясь по круговой орбите, должен иметь дискретные квантованные значения момента импульса, удовлетворяющие условию (210.1)

Слайд 11

Описание слайда:

Второй постулат Бора (правило частот): при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую излучается (поглощается) один фотон с энергией равной разности энергий соответствующих стационарных состояний ( до и после излучения). (210.2) при < происходит излучение фотона, в противном случае – поглощение фотона. Набор возможных дискретных частот = ( — )/h квантовых переходов и определяет линейчатый спектр атома.

Слайд 12

Описание слайда:

На рисунке изображены стационарные орбиты атома водорода согласно модели Бора, а также условно изображены переходы электрона с одной стационарной орбиты на другую, сопровождающиеся излучением кванта энергии. В ультрафиолетовой области спектра эти переходы дают серию Лаймана, в видимой – серию Бальмера, в инфракрасной – серию Пашена.

Слайд 13

Описание слайда:

§ 211. Опыты Франка и Герца Немецкие физики Д. Франк и Г. Герц, изучая столкновения электронов с атомами газов (1913), экспериментально доказали дискретность значений энергии атомов. Опыты Франка и Герца показали, что электроны при столкновении с атомами передают им только определенные порции энергии. Следовательно, идея Бора о существовании в атомах стационарных состояний блестяще выдержала экспериментальную проверку.

Слайд 14

Описание слайда:

§ 212. Спектр атома водорода по Бору Постулаты, выдвинутые Бором, позволили рассчитать спектр атома водорода и водородоподобных систем — систем, состоящих из ядра с зарядом Ze и одного электрона (например, ионы Не+, Li2+), а также теоретически вычислить постоянную Ридберга. Решая совместно уравнение (208.1) и уравнение (210.1), получим выражение для радиуса n-й стационарной орбиты:

Слайд 15

Описание слайда:

Для атома водорода (Z = l) радиус первой орбиты электрона при n = 1, называемый первым боровским радиусом (а), равен (212.2)

Слайд 16

Описание слайда:

Учитывая квантованные для радиуса n-й стационарной орбиты значения (212.1), получим, что энергия электрона может принимать только следующие дозволенные дискретные значения:

Слайд 17

Описание слайда:

Целое число n в выражении (212.3), определяющее энергетические уровни атома, называется главным квантовым числом. Энергетическое состояние с n = 1 является основным (нормальным) состоянием; состояния с n > 1 являются возбужденными. Энергетический уровень, соответствующий основному состоянию атома, называется основным (нормальным) уровнем; все остальные уровни являются возбужденными. Атом водорода обладает, таким образом, минимальной энергией (E1 = –13,55 эВ) при n = 1 и максимальной ( = 0) при n = ∞ (при удалении электрона из атома). Следовательно, значение = 0 соответствует ионизации атома (отрыву от него электрона).

Слайд 18

Описание слайда:

Возможные уровни энергии, схематически представленные на рисунке 294.

Слайд 19

Описание слайда:

Согласно второму постулату Бора (см. (210.2)), при переходе атома водорода (Z = l) из стационарного состояния n с большей энергией в стационарное состояние m с меньшей энергией испускается квант

Слайд 20

Описание слайда:

Спектр поглощения атома водорода является линейчатым, но содержит только серию Лаймана. Он также объясняется теорией Бора. Так как свободные атомы водорода обычно находятся в основном состоянии (стационарное состояние с наименьшей энергией при n = 1), то при сообщении атомам извне определенной энергии могут наблюдаться лишь переходы атомов из основного состояния в возбужденные (возникает серия Лаймана). Теория Бора была крупным шагом в развитии атомной физики и явилась важным этапом в создании квантовой механики.

Слайд 21

Описание слайда:

Однако теория Бора обладает внутренними противоречиями (с одной стороны, применяет законы классической физики, а с другой — основывается на квантовых постулатах). Она рассмотрела спектры атома водорода и водородоподобных систем и вычислила частоты спектральных линий, однако не смогла объяснить их интенсивности и ответить на вопрос: почему совершаются те или иные переходы? Серьезным недостатком теории Бора была невозможность описания с ее помощью спектра атома гелия — одного из простейших атомов, непосредственно следующего за атомом водорода.