Строение атома

Закон постоянства состава (1801–1807 г.) Пруст:

Всякое чистое вещество имеет постоянный количественный и качественный состав независимо от способов его получения. Закон кратных соотношений (1803 г.) Дальтон:

Если два элемента образуют между собой ряд соединений, то масса одного элемента, приходящаяся на одну и ту же массу другого элемента, относятся как небольшие целые числа.

Закон сохранения массы и энергии (1905 г.) Эйнштейна Е=mc2, где m – масса – мера энергии, Е – мера движения и взаимодействия различных видов материи, с – скорость све- та. Масса может переходить в энергию и наоборот. При проте- кании химических реакций (энергия до 100 кДж/моль) име- нение массы невозможно зарегистрировать, поэтому закон выполняется.

Девиз: «АТОМ НЕИСЧЕРПАЕМ ТАК ЖЕ КАК ВСЕЛЕННАЯ»

ЛЕКЦИЯ 2 - СТРОЕНИЕ АТОМА

План лекции

1.Строение атома (история вопроса).

2.Значение теории Бора.

3.Энергетические состояния электрона в атоме.

Атом – в переводе с греческого – неделимый. Понятие введе- но Демокритом как мельчайший кирпичик мироздания (V век до н.э.). Считалось, что атомы неделимы, т.е. не содержат более простых составных частей и не могут превратиться в атом дру- гого элемента.

В конце XIX века установлен ряд фактов, свидетельствую- щих о сложном составе атома и о возможности их взаимопре- вращений.

1896 г. Явление радиоактивности (Р) (radius – луч, с латин- ского) обнаружил у соединений урана французский физик А.Беккерель.

Р – явление испускания некоторыми элементами излуче- ния, способного проникать через вещества, ионизировать воз- дух, вызывать почернение фотопластинок.

1897 г. Английский физик Дж.Дж.Томсон открыл электрон – элементарную частицу, обладающую наименьшим существую- щим в природе отрицательным электрическим зарядом 1,6–10 -19 Кл. Масса 9,1–10-28 г., в 2000 раз меньше атома водорода.

1898 г. Мария Кюри-Склодовская и Пьер Кюри в составе урановых руд открыли 2 новых радиоактивных элемента – ПО- ЛОНИЙ (Polonia –Польша) и радий, которые оказались более мощными источниками радиоактивного излучения, чем уран и торий. Супруги Кюри и Э.Резерфорд установили неодно- родность радиоактивного излучения: под действием магнит- ного поля оно разделяется на три пучка один из которых не изменяет первоначального направления, а два другие откло- няются в противоположном направлении.

Существование дискретных энергетических уровней атома подтвердили опыты Герца в 1914 году.

Теория Нильса Бора позволяет вычислить возможные час- тоты излучения, способного испускаться или поглощаться ато- мом, т. е. рассчитывать спектр атома водорода.

ПОСТУЛАТЫ БОРА противоречат положениям классичес- кой механики и электродинамики. Электрон может вращаться по любым орбитам и должен излучать при движении по круго- вой орбите.

Расчет спектра простейшего атома – атома водорода, вы- полненный Бором, дал блестящие результаты: вычисленное положение спектральных линий в видимой части спектра превосходно совпало с их действительным местоположением в спектре. При этом оказалось, что эти линии соответствуют переходу электрона с более удаленных орбит на вторую от ядра орбиту.

На основе своей теории БОР предсказал существование и местоположение НЕИЗВЕСТНЫХ в то время спектральных серий водорода, находящихся в ультрафиолетовой и инфра- красной областях спектра и связанных с переходом электрона на ближайшую к ядру орбиту и на орбиты более удаленные от ядра, чем вторая.

Все эти серии были ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО обнаружены.

Значение теории Бора

1. Нельзя переносить автоматически законы природы, спра- ведливые для больших тел – объектов МАКРОМИРА, на нич- тожно малые объекты МИКРОМИРА – атомы, электроны, фо- тоны.

ТЕОРИЯ ДОЖНА РАБОТАТЬ КАК ДЛЯ МАКРО ТАК И ДЛЯ МИКРООБЬЕКТОВ (принцип соответствия Н.Бора).

Эта задача была решена в 20-х годах ХХ в. – квантовой или волновой механикой.

Создание квантовой механики произошло на пути обобщения представления о корпускулярно-волновой двойственности фото- на на все объекты микромира, и, прежде всего, на электроны.

Корпускулярные свойства фотона: Е=hv. Фотон – дискрет- ное образование, имеющее волновые свойства: v=с/ , E=hc/ → объединяющее корпускулярные и волновые свойства фотона, но E=mc2 → mc2 = hc/ → = hc/c2m = h/cm → = h/p, где р-им- пульс – количество движения.

1924 г. Луи де Бройль (Франция)– автор гипотезы о волновых свойствах материи, которая легла в основу квантовой механи- ки, предположил, что корпускулярно-волновая двойственность присуща не только фотонам, но и электронам:

= h/mv — уравнение де Бройля.
Авторский проект BERL.RU
Копирование материалов - только при согласовании и указании ссылки на сайт.