Физика атома V век до н.э.- Демокрит (существуют мельчайшие и неделимые частицы –атомы) 1897 г. – Д.Д.Томсон (открытие электрона) 1900 г. – А. Беккерель (в составе излучения, которое дают атомы некоторых веществ обнаружены электроны и положительно заряженные -частицы) Атом может иметь сложную структуру

1911 г. – Эрнест Резерфорд: Планетарная или ядерная модель строения атома

Схема опыта Резерфорда

Ганс Гейгер: «Нам удалось наблюдать - частицы, возвращающиеся назад. Это самое невероятное событие, которое мне пришлось пережить. Это было столь же невероятно, как если бы вы выстрелили 15- дюймовым снарядом в листок папиросной бумаги, и он вернулся бы назад и угодил бы в вас.»

1.Атом в основном пустой. Состоит из положительно заряженного ядра и обращающихся вокруг него электронов. 2. Ядро имеет заряд +Ze (где Z – порядковый номер элемента в таблице Д.Менделеева). Имеет размеры, в десятки тысяч раз меньшие размеров атома, и обладает массой, составляющей 99,96% массы всего атома. 3. Вокруг ядра под действием кулоновских сил обращается Z электронов. Суммарный заряд этих электронов равен –Zе, так что в целом атом нейтрален.

1913г. Н. Бор 1-ый постулат: Атомная система может находится только в особых стационарных состояниях, каждому из которых соответствует своя определённая энергия Е n. В стационарном состоянии атом не излучает.

Радиус орбиты: n2n2 n где n=1,2,3,…. - главное квантовое число Если n=1, то: rnrn n=1 n=3 n=2

Скорость электронов на орбитах: rnrn n=3 n=2 n=1

Энергетический спектр атома водорода E 1 = –21,7·10 –19 Дж = –13,6 эВ. Е 2 = -3,4 эВ Энергия в атоме принимает не любые, а дискретные значения, т.е. квантуется

Энергетический уровень – энергия, которой обладает атомный электрон в определённом стационарном состоянии. n=1 Основное состояние n=2,3,4,…. Возбужденные состояния n=1 n=2 n=3 Е 1 = -13,6 эВ Е 2 = - 3,4 эВ Е 3 = - 1,51 эВ

0 EiEi Ei- энергия ионизации – это минимальная энергия, которую нужно затратить для перевода атома в свободное состояние Свободное состояние Е 1 =-13,6 эВ Е 2 =-3,4 эВ Е 3 =-1,51 эВ Связанное состояние электрона

-13,6 эВ -3,4 эВ -1,51 эВ Е ф =Е 2 -Е 1 Е ф =Е 3 -Е 0 где R = 3,29·10 15 Гц – постоянная Ридберга. Поглощенный фотон Излученный фотон

Спектр излучения Спектр поглощения

2 ой постулат Бора Излучение или поглощение энергии происходит только при переходе атома из одного стационарного состояния в другое. Энергия излученного или поглощенного кванта электромагнитного излучения при переходе атома из стационарного состояния с энергией Em в состояние с энергией En равна модулю разности энергий атома в этих состояниях:

Постулаты Бора 1.Атомная система может находиться только в особых стационарных (квантовых) состояниях, каждому из которых соответствует определенная энергия En. В стационарных состояниях атом не излучает. 2.При переходе из стационарного состояния n в стационарное состояние m излучается (поглощается) квант, энергия которого равна разности энергий стационарных состояний: