Главная | Обратная связь

Спектр атома водорода

Модель атома Бора

Модель Бора

Представьте, что электроны в атоме движутся по определенным электронным орбитам - по аналогии с движениями планет Солнечной системы. Каждая планета движется по своей орбите, так и электроны вращаются вокруг ядра атома. Каждая такая орбита для электрона получила название "уровень энергии". Энергия электронов в атоме может изменяться только скачкообразно. Т.е. электрон может перескакивать с одной орбиты на другую и обратно (но не может занимать положение между орбитами). Говорят, что энергетические состояния электронов в атоме квантованы.

Энергия электрона зависит от радиуса его орбиты. Минимальная энергия у электрона, который находится на ближайшей к ядру орбите. При поглощении кванта энергии электрон переходит на орбиту с более высокой энергией (возбужденное состояние). И наоборот, при переходе с высокого энергетического уровня на более низкий - электрон отдает (излучает) квант энергии.

Кроме того, Бор указал, что разные энергетические уровни содержат разное количество электронов: первый уровень - до 2 электронов; второй уровень - до 8 электронов…

К сожалению, описать атомы со сложной структурой, опираясь на модель Бора, не представляется возможным. Поэтому, в 20-х годах прошлого века получила широкое распространение квантово-механическая модель (КММ) атома.

23. Спектральные серии

Спектральная серия

СПЕКТРАЛЬНАЯ СЕРИЯ - группа спектральных линий в атомных спектрах, частоты к-рых подчиняются определ. закономерностям. Линии определённой С. с. в спектрах испускания возникают при всех разрешённых квантовых переходах с разл. нач. верх. уровней энергии на один и тот же конечный ниж. уровень (в спектрах поглощения - при обратных переходах). С. с. наиб. чётко проявляются в спектрах атомов и ионов с одним и двумя электронами во внеш. оболочке (в спектрах водорода и водородоподобных атомов, гелия и гелийподобных атомов, атомов щелочных металлов и т. д.).

Спектры атома водорода и ионов с одним электроном состоят из С. с., линии к-рых характеризуют волновые числа: где n₀ и - главные квантовые числа нижнего и верхних уровней энергии, между к-рыми происходит соответствующий квантовый переход, Z - спектроскопич. символ (для нейтральных атомов Z= 1), , т и М - массы электрона и ядра атома соответственно, R - Ридберга постоянная .Для атома водорода R_M = 109677,583436 см^-1. В зависимости от п₀ для водородоподобных систем получаются различные С. с.: при n₀ = 1 - серия Лаймана, при n₀ = 2 - серия Бальмера, n₀= 3 - серия Пашена, n₀ = 4 - серия Брэкета, n₀ = 5 -серия Пфунда, при n₀ = 6 - серия Хамфри. Линии этих серий имеют обозначения: для серии Лаймана (в порядке возрастания v) и т. д.; Бальмера - и т. д. Расстояния между линиями С. с. с ростом n₁ уменьшаются, и С. с. сходится к границе серии (КВ-границе, соответствующей ), за пределами к-рой находится непрерывный спектр. Серии Лаймана и Бальмера обособлены, остальные С. с. частично перекрываются. Границы первых трёх С. с. атома водорода - 912, 3648 и 8208 .

Атомы щелочных элементов близки по строению к атому водорода, однако они обладают более сложной энергетич. структурой. Для них выделяют в осн. 4 С. с.: n₀s - п₁р - главная серия, п₀р - п₁s - резкая (или первая побочная) серия, п₀р - n₁d - диффузная (или вторая побочная) серия, (п₀+ 1)d - n₁f - фундаментальная (или серия Бергмана); здесь n₀ - гл. квантовое число осн. состояния, s-, p-, d- и f-состояния соответствуют l = 0, 1, 2, 3 [эти обозначения дали названия С. с.: s (sharp) - резкая, (principal) - главная, d (diffuse) - диффузная, f (fundamental) - фунда ментальная].

В рентг. спектроскопии С. с. обозначают буквами К, L, М и т. д. в соответствии с уровнем (слоем) ниж. состояния (п₀ = 1, 2, 3 и т. д.) по мере его удаления от ядра атома (см. Рентгеновские спектры).

24. Водородоподобные атомы. Трудности теории Бора