Реферати українською » Химия » Розвиток періодичного закону. Залежність властивості елементів від ядра його атома


Реферат Розвиток періодичного закону. Залежність властивості елементів від ядра його атома

Предыдущая страница | Страница 2 из 2
неправдива. Отже, теорія Резерфорда окремо не змогла пояснити існування стійких атомів, ні того що в нихлинейчатих спектрів.


Квантова теорія світла

 

Суттєвий крок у розвитку поглядів на будову атома зробив у 1913 року Нільс Бор, який запропонував теорію, що об'єднує ядерну модель атома з квантовою теорією світла.

 У 1900 року Планк показав, що здатність нагрітого тіла долучеиспусканию можна правильно кількісно описати, лише припустивши, що промениста енергія випускається і поглинається тілами не безупинно, а дискретно, тобто. окремими порціями — квантами. У цьому енергія кожній такій порції, пов'язана, із частотою випромінювання та співвідношенням, який отримав назву рівняння Планка:>R=hv

Тут коефіцієнт пропорційності h, так звана стала Планка, — універсальна константа, рівна 6,626 • Ю-34 Дж- з.

Сам Планк довгий час думав, що випущення і поглинання світла квантами є властивість випромінюючих тіл, а чи не самого випромінювання, який може мати будь-яку енергію та тому міг би поглинатися безупинно. Однак у 1905 року А. Ейнштейн, аналізуючи явище фотоелектричного ефекту, дійшов висновку, щоелектромагнитная (промениста) енергія існує лише у формі квантів І що, отже, випромінювання є потік неподільних матеріальних «частинок» (фотонів), енергія яких визначається рівнянням Планка.

>Фотоелектрический ефект

 

>Фотоелектрическим ефектом називається випущення металом електронів під впливом падаючого нею світла. Це було докладно вивчено в 1888—1890 роках. А. Р.Столетовим (великий російський фізик, професор Московського університету. Здійснив дослідження магнітних властивостей заліза, що мало велике теоретичне і практичного значення. Встановив основні закони фотоелектричного ефекту, показав можливість безпосереднього перетворення світловий енергії у електричну). Якщо помістити установку в вакуум і на платівку негативний потенціал, то струму у подальшому ланцюгу спостерігатися нічого очікувати, що у просторі між платівкою і сіткою немає заряджених частинок, здатних витримувати електричний струм. Але у висвітленні платівки джерелом світла гальванометр виявляє виникнення струму (званогофототоком), носіями якого служать електрони,вириваемие світлом з металу.

Виявилося, що з зміні інтенсивності висвітлення змінюється лише числаиспускаемих; металом електронів, т. е.. сила,фототека. Але максимальна кінетична енергія кожноговилетевшего з металу електрона залежить від інтенсивності висвітлення, а змінюється лише за зміні частоти падаючого на метал світла. Саме зі збільшенням довжини хвилі (т. е. із зменшенням частоти) енергіяиспускаемих металом електронів зменшується, та був,, ара певної; кожному за металу довжині хвилі, фотоефект зникає і виявляється навіть за дуже високої інтенсивності висвітлення. Так, при висвітленні червоним чи помаранчевим світлом натрій не виявляє фотоефекту й починає випускати електрони лише за довжині хвилі, меншою 590 нм (жовте світло), у літію фотоефект можна знайти при ще менших довжинах хвиль, починаючи з 516 нм (зеленого світла), а виривання електронів з платини під впливом видимого світла взагалі є і починається лише за опроміненні платини ультрафіолетовими променями.

Ці властивості фотоелектричного ефекту цілком непояснені з позицій класичної хвильової теорії світла, за якою ефект має визначатися (для даного металу) лише кількістю енергії,поглощаемой поверхнею металу у одиницю часу, але з повинен залежати від типу випромінювання, падаючого на метал. Проте ці самі властивості отримують просте та переконливе пояснення, якщо вважати, що випромінювання складається з окремих порцій, фотонів, які мають цілком певної енергією.

У насправді, електрон в металі пов'язані з атомами металу, отож у його виривання необхідна витрата певної енергії. Якщо фотон має за потрібне запасом енергії (а енергія фотона визначається частотою випромінювання!), то електрон буде вирваний, фотоефект спостерігатиметься. У процесі взаємодії з металом фотон повністю віддає свою енергію електрону, бо дробитися на частини фотон неспроможна. Енергія фотона буде частково витрачена на розрив зв'язку електрона з металом, частково на повідомлення електрону кінетичної енергії руху. Тому максимальна кінетична енергія вибитого з металу електрона може бути більше різниці між енергією фотона і енергією зв'язку електрона з атомами металу. Отже, зі збільшенням числа фотонів, падаючих на поверхню металу у одиницю часу (т. е. у разі підвищення інтенсивності висвітлення), збільшуватиметься лише кількістьвириваемих з металу електронів, що сприятиме зростаннюфототока, але енергія кожного електрона зростати нічого очікувати. Якщо ж енергія фотона менше мінімальної енергії, яка потрібна на виривання електрона, фотоефект нічого очікувати спостерігатися незалежно від числі падаючих на метал фотонів, т. е. за будь-якої інтенсивності висвітлення.

Квантова теорія світла, розвинена Ейнштейном, змогла пояснити як властивості фотоелектричного ефекту, а й закономірності хімічного дії світла, температурну залежність теплоємності твердих тіл й інших явищ. Вона опинилася надзвичайно корисної й у розвитку поглядів на будову атомів і молекул.

З квантової теорії світла слід, що фотон нездатний дробитися: він взаємодіє як єдине ціле з електроном металу, вибиваючи його з ціле він взаємодіє і зсветочувствительним речовиною фотографічної плівки, викликаючи її потемніння у певному точці, тощо. буд. У цьому сенсі фотон поводиться, уподібнившись частинки, т. е. виявляє корпускулярне властивостей. Проте фотон має і хвилевими властивостями: виявляється в хвильовому характері поширення світла, у спроможності фотона до інтерференції і дифракції. Фотон відрізняється від частки у сенсі цього терміна тим, що її точний становище у просторі, як і точне становище будь-який хвилі, може бути зазначено. Але він відрізняється від «класичної» хвилі — нездатністю ділитися на частини. Об'єднуючи у собікорпускулярние і хвильові властивості, фотон перестав бути, слід сказати, ні часткою, ні хвилею — йому властивакорпускулярно-волновая двоїстість.

Електронна оболонка атома

 

Будова електронної оболонки атома по Бору. Як вказувалося, у своїй теорії Нільс Бор виходив з ядерної моделі атома. Базуючись в становищі квантової теорії світла про переривчастої, дискретної природі випромінювання та налинейчатом характері атомних спектрів, він дійшов висновку, що енергія електронів в атомі неспроможна змінюватися безупинно, а змінюється стрибками, т. е. дискретно. Тож у атомі можливі не будь-які енергетичні стану електронів, а лише певні, «дозволені» стану. Інакше висловлюючись, енергетичні стану електронів в атоміквантовани. Перехід вже з дозволеного стану до іншого відбувається стрибкоподібно і супроводжуєтьсяиспусканием чи поглинанням кванта електромагнітного випромінювання.

Основні становища своєї теорії. Бор сформулював як постулатів (постулат — твердження, прийняте без докази), зміст яких зводиться ось до чого:

· Електрон може обертатися навколо ядра за будь-яким, лише за деякими певним круговим орбітам. Ці орбіти дістали назву стаціонарних.

· Рухаючись по стаціонарної орбіті, електрон не випромінює, електромагнітної енергії.

· Випромінення відбувається за стрибкоподібному переході електрона з одного стаціонарної орбіти в іншу. У цьому випускається чи поглинається квант електромагнітного випромінювання, енергія якого дорівнює різниці енергії атома у кінцевому і вихідному станах.

Останнє твердження вимагає певних пояснень, оскільки енергія електрона, обертового навколо ядра, залежить від радіуса орбіти. Найменшою енергією електрон має, перебуваючи на найближчій до ядру орбіті (це зване нормальний стан атома). Щоб перевести електрон більш найвіддаленіші від ядра орбіту, мусить перемогти тяжіння електрона до позитивно зарядженому ядру, що потребує витрати енергії. Цей процес відбувається здійснюється за поглинанні кванта світла, Відповідно, енергія атома в такому переході збільшиться, він піде на порушена стан. Перехід електрона у напрямі, т. е. з більш віддаленій орбіти ближчу до ядру, призведе до зменшення енергії атома. Звільнена енергія буде виділена як кванта електромагнітного випромінювання. Якщо позначити початкову енергію атома під час перебування електрона більш віддаленій від ядра орбіті черезЕк, а кінцеву енергію атома ще близька до ядру орбіти через Єдо, то енергія кванта, випромінюваного приперескоке електрона, виявиться різницею:

Є = Є—Єдо.

Беручи до уваги рівняння Планка Є =hv,- одержимоhv = Єя — Єдо, звідки:

v = (>зв — -EK)/h

Останнє рівняння дозволяє обчислити можливі частоти (чи довжини волі) випромінювання, здатного спускатися чи поглинатися атомом, т. е. розрахувати спектр атома. Постулати Бору перебувають у різкому суперечності з положеннями класичної фізики. З погляду класичної механіки електрон може обертатися по будь-яким орбітам, а класична електродинаміка передбачає руху зарядженої частки по кругової орбіті без випромінювання. Але це постулати знайшли собі виправдання в чудові результати, отриманих Бором при розрахунку спектра атома водню.


Список використовуваної літератури

1. «Хімія. Періодична система хімічних елементів Д.І. Менделєєва й будову атомів» Антоніна Гурова,2008г

2. «Довідник із загальної та неорганічної хімії: Хімічні елементи. Атоми, молекули, іони. Прості складні речовини. Водні розчини. Фізичні величини і їхня одиниці» ЛідінР.А. ,2008г.

3. «Спільна й неорганічна хімія» М. У. Коровін,2007г.

4. «Загальна хімія» Володимир Стародуб,2007г.


Предыдущая страница | Страница 2 из 2

Схожі реферати:

Навігація