Отправляет email-рассылки с помощью сервиса Sendsay

Как сдать ЕГЭ по химии?

Подписаться Бесплатная «Серебряная» новостная рассылка . Подписчиков 68 RSS
←   Февраль 2011   →
 1
 2
 3
 4
 5
 6
 7
07.02.2011
16:00:01
16:11:45
 8
 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28


За последние 60 дней ни разу не выходила


Сайт рассылки: http://mihail-barmin2010.narod.ru/
Открыта: 20-05-2010
Адрес автора: job.education.khimia4ege-owner@subscribe.ru

Автор
mik2005

Статистика

68 подписчиков
0 за неделю
←   Все выпуски   →

Как сдать ЕГЭ по химии? Лекция 3 (продолжение)


2. Излучение испускается или поглощается в виде светового
кванта энергии hv при переходе из одного стационарного со-
стояния в другое. Величина светового кванта равна разности
энергий тех стационарных состояний, между которыми совер-
шаются квантовый скачок энергии электрона
hv = Ек – Еm
К этим двум постулатам Бор добавил квантовое условие:
J = m Vk rk = kh/2 ,
где Vr – скорость электрона на k-ой орбите,
J – момент количества движения электрона,
rk – радиус орбиты.
Эту планетарную модель Бора нельзя, конечно, считать се-
рьезной теорией. Однако она хорошо согласуется с опытными
данными для атома водорода, т.к. дала количественное объяс-
нение спектра атома водорода, и это было большим успехом но-
вых идей.
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.
ПРОТИВОРЕЧИЯ:
1. Противоречия законам механики и электродинамики и в
то же время использование их для расчета сил, действующих на
электрон.
2. ГДЕ НАХОДИТСЯ ЭЛЕКТРОН В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕХО-
ДА С ОДНОЙ ОРБИТЫ НА ДРУГУЮ?
3.ТАКИЕ (1 → 2) ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ СОСТОЯНИЯ ЗА-
ПРЕЩАЮТСЯ ТЕОРИЕЙ, поскольку постулируется возмож-
ность пребывания электрона только на стационарных орбитах.
4. Не получено объяснений по поводу линейчатости и разли-
чий интенсивности линий в атомном спектре водорода.
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/λ, E=hc/λ →
объединяющее корпускулярные и волновые свойства фотона,
но E=mc2 → mc2 = hc/λ → λ = hc/c2m = h/cm → λ = 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:
λ = h/mv — уравнение де Бройля.
50 51
Экспериментально в 1927 г. К.Д.Девиссоном и Л.Х.Джермером
в США, Дж.П.Томсоном в Англии и П.С.Тарковским в СССР
независимо друг от друга установлено, что при взаимодействии
пучка электронов с дифракционной решеткой (кристаллы ме-
таллов) наблюдается дифракционная картина. Электрон вы-
ступал как волна длина которой совпадала с вычисленной по
уравнению де Бройля.
1925 г. Эрвин Шредингер (Австрия) ПРЕДПОЛОЖИЛ, ЧТО
СОСТОЯНИЕ движущегося в атоме электрона должно опи-
сываться известным в физике уравнением стоячей электро-
магнитной волны. Подставив в него уравнение связывающее
энергию электрона с пространственными координатами и так
называемой ВОЛНОВОЙ ФУНКЦИЕЙ ψ соответствующей
амплитуде трехмерного волнового процесса. ψ – может прини-
мать как (+) так и (–) значения, ψ2 – всегда (+).
Чем больше значение ψ2 в данной области пространства, тем
выше вероятность того, что электрон проявит здесь свое дейс-
твие, т.е. что его существование будет обнаружено в каком–либо
физическом процессе, т.е. ВЕРОЯТНОСТЬ ОБНАРУЖЕНИЯ
ЭЛЕКТРОНА В НЕКОТОРОМ МАЛОМ ОБЪЕМЕ ΔV выража-
ется ψ2 ΔV. ψ2 – плотность вероятности нахождения электрона в
соответствующей области пространства – ОРБИТАЛЬ.
Электронное облако атома водорода. Схематическое изоб-
ра–жение электрона, «размазанного» по всему объему атома
так называемого электронного облака.
ПЛОТНОСТЬ ЭЛЕКТРОННОГО
ОБЛАКА ПРОПОРЦИОНАЛЬНА
КВАДРАТУ ВОЛНОВОЙ ФУНКЦИИ.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ
ЭЛЕКТРОНА В АТОМЕ
Для электрона, находящегося под действием сил притяже-
ния к ЯДРУ, уравнение ШРЕДИНГЕРА имеет решения не при
любых, а только определенных значениях энергии. Поэтому
квантованность энергетических состояний электрона в атоме
(т.е. первый постулат Бора) оказывается следствием присущих
электрону волновых свойств и не требует особых постулатов.
Рассматривая как модель одномерный атом со стоячими
волнами де Бройля найдем Е=mv2/2= h2n2/8ml2 и стоячая
волна λ=2l/m λ=h/mv → V=hn/2ml
ДОПУСТИМЫЕ УРОВНИ ЭНЕРГИИ ЭЛЕКТРОНА ОПРЕ-
ДЕЛЯЮТСЯ ЗНАЧЕНИЕМ ЦЕЛОГО ЧИСЛА n, ПОЛУЧИВ-
ШЕГО НАЗВАНИЕ ГЛАВНОГО КВАНТОВОГО ЧИСЛА (N (n)
= 1 – ∞, в пределах таблицы = 7).
Решение уравнения Шредингера для реального атома также
приводит к выводу о квантованности энергетических состоя-
ний электрона в атоме. Становится ясным и вопрос о состоянии
электрона при переходе из одного стационарного состояния в
другое (второй постулат). При переходе из одного стационар-
ного состояния в другое (во время перехода) длина волны будет
иметь переменное значение, не отвечающее условию образова-
ния стоячей волны (неустойчивое состояние) и оно будет ме-
няться до устойчивого состояния (стоячая волна), т.е. электрон
окажется в новом состоянии.
В однородной модели атома положение электрона относи-
тельно ядра определяется одной координатой, а его состоя-
ние – значением главного квантового числа; в двухмерной –
двумя – числами; в трехмерный –тремя квантовыми числами.
В реальных атомах электрон обладает еще одной квантованной
физической характеристикой – СПИНОМ.
Таким образом, для описания состояния электрон в реаль-
ном атоме необходимо указать значения 4-х квантовых чисел.
Энергия электрона может принимать только определенные
значения – квантована. Энергия реального атома тоже.
N(n) – главное квантовое число – определяет возможные
энергетические состояния электрона в атоме. Принимает зна-
чения 1, 2, 3, ... 7, ∞. Состояние электрона характеризующееся
определенным значением N – энергетический уровень (номер
периода).
N– определяет и размеры электронного облака. Большим
размерам электронного облака соответствует более высокая
энергия электрона в атоме и большее значение n.
В избранное