ДОВІДНИК З ХІМІЇ

БУДОВА АТОМА

4. Модель атома Бора


Поштовхом для подальшого розвитку моделі атома Нільсоном Бором став відкритий у 1885 році Дж. Бальмером факт, що довжини хвиль усіх ліній видимого спектра газоподібного водню можна обчислити простою математичною формулою:

λ — довжина хвилі лінії спектра;

R Н — стала Рідберга;

n — порядкове число (n > 2).

n

λ/нм

Лінія

Колір

3

656

Н α

червоний

4

486

н β

синій

5

434

н γ

фіолетовий

6

410

Н δ

фіолетовий


Для пояснення цієї формули Бор використав основи створеної Максом Планком і Альбертом Ейнштейномквантової теорії:

- енергію неможливо поділити на які завгодно малі порції. Так само як і в матерії, існує найменша порція енергії — квант енергії;

- енергія електромагнітного випромінювання залежить від відповідної довжини хвилі цього випромінювання. Найменша порція енергії певної довжини хвилі або частоти становить квант світла або фотон.

Е = h ∙ f,

Е — енергія фотона;

h — стала Планка;

f — частота фотона.

У своїй моделі атома Бор використав уявлення про ядерну модель і електрони, що обертаються навколо атомного ядра.

Незважаючи на суперечності, характерні для ядерної моделі, Бор на основі квантової теорії сформулював два робочих припущення, так звані постулати.

Постулат — це припущення, що приводить до прийнятного результату, хоча теоретично його неможливо обґрунтувати. На противагу постулату гіпотеза повинна відповідати прийнятій теорії.

1-й постулат Бора (про орбіти електрона):

електрони обертаються навколо атомного ядра по певних (стаціонарних) орбітах, не випромінюючи і не поглинаючи енергію. При цьому енергія електронів має лише строго визначені значення, які відповідають даній орбіті.

2-й постулат Бора (про зміну електронної орбіти):

перехід електрона з віддаленішої від ядра орбіти на ближчу до нього відбувається стрибкоподібно і супроводжується випромінюванням (фотона) з частотою f.

E n i — енергія електрона на віддаленішій від ядра орбіті;

Е n 1 — енергія електрона на ближчій до ядра орбіті.

Число n 1 ... ni завжди є цілим числом і описує можливі орбіти, на яких може обертатися електрон. Орбіта з n 1 = 1 має найменшу енергію, вона розташована найближче до ядра, n 1=2 описує орбіту з більшою енергією, вона розташована далі від ядра.

Запам’ятайте: число п дає інформацію про можливі кванти енергії. Тому його називають головним квантовим числом.

Досягнення моделі Бора


- Модель Бора дозволила пояснити відомі серії ліній спектра водню.

- Інші серії ліній спектра водню у невидимому діапазоні були передбачені, а згодом експериментально підтверджені.

- Для спектра водню вдалося скласти загальну формулу, яка дійсна для усіх серій спектральних ліній:

n 1 — квантове число для орбіти з найменшою енергією у відповідній серії спектральних ліній;

ni — квантові числа для орбіт відповідно з вищими енергіями;

ni> n1.

- Вдалося обчислити радіус атома Гідрогену.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити