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.
h
mVr  n
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  ES  Em
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.
11
r1  5,3 10
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:
r2  2 r1  4r1
2
r3  3 r1  9r1
2
r4  42 r1  16r1
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:
A
En   2
n
Gdzie wartość A wynosi:
A  13,6eV  2,2 10 J
18
Wartość E1= -13,6eV
7. Wartość energii emitowanej przy przejściu
elektronu z n-tej orbity dozwolonej na k-tą
orbitę dozwoloną:
A  A
1 
 1
E  En  Ek   2    2   A 2  2 
n  k 
n 
k
Wartość tej energii możemy wyrazić przez
częstotliwość lub długość fali:
E  h 
hc

Jeżeli przekształcimy wzór
E  h 
do postaci
hc


E
A 1
1 
 
  2  2
 c hc hc  k
n 
1
to otrzymujemy wzór Balmera, który był podany
przez niego i tłumaczył powstawanie widma
liniowego.
1 
 1
 RH  2  2 
n
n 
2
1
8. Wyjaśnienie powstawania serii widm
liniowych wodoru.
Seria Lymana – przy przejściu elektronu na
pierwszą orbitę:
1
1 1 
 Rh  2  2 
n
1 n 
Seria Balmera – przy przejściu elektronu na
drugą orbitę
1 
 1
 Rh  2  2 
n
n 
2
1
Seria Paschena - przy przejściu elektronu
na trzecią orbitę:
1
1 
 1
 Rh  2  2 
n
n 
3
Powyższe wzory pozwalają wyznaczyć
długości fal, dla których powstają prążki w
widmie wodoru.