Transcript Model Bohra budowy atomu wodoru

Temat: Model Bohra
budowy atomu wodoru
1. Model Thomsona -1898 r.
(ciasto z rodzynkami) – Atom zbudowany
jest z dodatniej materii, w której
umieszczone są dowolnie ujemne elektrony.
2. 1911 – model Rutherforda
Atom składa się z jądra o ładunku dodatnim (rzędu
10-15 m) i z elektronów o ładunku ujemnym, które
krążą wokół jądra tworząc powłokę elektronową.
3. Niels Henrik Bohr w 1913 roku
opublikował nową teorię budowy atomów.
Przyjął on, tak jak wcześniej Rutherford, że
elektrony krążą po orbitach kołowych
dookoła jądra. Szczegóły budowy ujął w
swoich postulatach.
4. Postulaty Bohra:
I. Elektron może krążyć w atomie tylko po
takich orbitach kołowych, dla których iloczyn
masy elektronu (m), jego szybkości (v) i
promienia orbity (r) jest równy całkowitej
wielokrotności stałej Plancka (h) podzielonej
przez 2.
mVr  n
h
2
II. Postulat Bohra:
 Elektron w atomie może przeskoczyć z orbity o mniejszym
promieniu na orbitę o większym promieniu, jeśli
dostarczymy mu odpowiednią porcję energii.
 Przeskokowi elektronu z orbity o większym promieniu na
orbitę o mniejszym promieniu towarzyszy wysłanie
odpowiedniej porcji energii.
h  E S  E m
5. Z pierwszego postulatu Bohra wynika, że elektron
może krążyć w atomie wodoru tylko po dozwolonej
orbicie o ściśle określonym promieniu spełniającym
warunek:
rn  n r1
2
Gdzie r1 nazywamy promieniem Bohra atomu wodoru,
a litera n oznacza numer orbity i jest liczbą naturalną.
r1  5 ,3  10
 11
m
Jeżeli elektron nie znajduje się na pierwszej orbicie
dozwolonej, to mówimy, że znajduje się w stanie
wzbudzonym.
Jeżeli do wzoru: rn  n r1
2
Wstawimy kolejne liczby naturalne to otrzymamy
następujące wartości:
2
r2  2 r1  4 r1
2
r3  3 r1  9 r1
2
r4  4 r1  16 r1
Zatem otrzymujemy zależność na kolejne promienie:
r1 : r2 : r3 : r4 ...  1 : 4 : 9 : 16 ...
6. Całkowita energia elektronu na n-tej
orbicie wyraża się wzorem:
En  
A
n
2
Gdzie wartość A wynosi:
A  13 ,6 eV  2 ,2  10
Wartość E1= -13,6eV
 18
J
7. Wartość energii emitowanej przy przejściu
elektronu z n-tej orbity dozwolonej na k-tą
orbitę dozwoloną:
E  En  Ek  
A
n
2
A 
1 

 1
   2   A 2  2 
n 
 k 
k
Wartość tej energii możemy wyrazić przez
częstotliwość lub długość fali:
E  h 
hc

Jeżeli przekształcimy wzór
E  h 
do postaci

hc

A  1
1 



 2  2 

c
hc
hc  k
n 
1
E
to otrzymujemy wzór Balmera, który był podany
przez niego i tłumaczył powstawanie widma
liniowego.
1
n
1 
 1
 RH 


2
2
n 
2
8. Wyjaśnienie powstawania serii widm
liniowych wodoru.
Seria Lymana – przy przejściu elektronu na
pierwszą orbitę:
1
n
1 
 1
 Rh  2  2 
n 
1
Seria Balmera – przy przejściu elektronu na
drugą orbitę
1
n
1 
 1
 Rh  2  2 
n 
2
Seria Paschena - przy przejściu elektronu
na trzecią orbitę:
1
n
1 
 1
 Rh  2  2 
n 
3
Powyższe wzory pozwalają wyznaczyć
długości fal, dla których powstają prążki w
widmie wodoru.