|
c
R
,
n = 3.4.5…….
341
9.2-rasm.
Vodorod atomining nurlanish seriyalari
.
Bu nurlanish chastotalariga Balmer seriyalari deyiladi. Bundan tashqari
ul`trabinafsha sohada Layman, infraqizil sohada Pashen, Brekett, Pfund, Xemfri
seriyalari ham mavjud. (9.2-rasm) Balmerning umumlashgan formulasini yozib
hamma seriyalarga tadbiq qilish mumkin.
2
2
1
1
n
m
R
(9.2)
Bunda
1
m
n
va
.....
3
,
2
,
1
m
Demak, atomlarning chiziqli spektridan ko‟rinadiki atomlar nurlanishi va
yutish jarayonlarida istalgan miqdorda emas, balki aniq parsial kvantlarni yutar
va chiqarar ekan. Atom ma‟lum energetik holatlarda bo‟lib, u bir holatdan
ikkinchi holatga o‟tganda nur chiqaradi yoki yutadi.
Atomlarning energetik holatlarining diskretligi haqidagi ta‟limotga binoan
1913 yilda daniyalik fizik N.Bor atom tuzilishining kvant nazariyasini yaratdi.
Bu nazariyaning asosini quyidagi uchta postulat tashkil qiladi.
1.Elektronlar atomda ixtiyoriy orbitalar bo‟ylab emas, balki aniq radiusli
orbitalarda harakatlanadi. Bu stasionar orbitalar radiuslari quyidagi
2
h
m
n
r
(9.3)
E, eV
342
formula orqali aniqlanadi. (9.3) formulaga orbitalarning kvantlanish sharti
deyiladi. Bunda h – Plank doimiysi, m – elektron massasi,
- elektron tezligi.
2. Elektronlarning stasionar orbitalarda harakatlanishida energiya chiqarish
(yoki yutish) ro‟y bermaydi.
3. Elektronning bir stasionar orbitadan boshqasiga o‟tishida aniq kvant
energiyasini chiqarish (yoki yutish) sodir bo‟ladi
2
1
E
E
h
(9.4)
Bu formulaga chastotalar sharti deyiladi.
Masalan: vodorod atomida bitta elektron yadro (bitta proton) atrofida
aylanadi. Yadroning massasi elektron massasidan 1840 marta katta bo‟lgani
uchun yadroni qo‟zg‟almas deb olish mumkin. Elektron markazga intilma
tezlanish bilan yadroning tortishish Kulon kuchi ta‟sirida
r
radiusli orbitada
harakat qiladi.
2
0
2
2
4
r
e
r
m
(9.5)
Bunda
0
elektr doimiysi bo‟lib qiymati
m
f
/
10
85
,
8
12
0
Bu holda (9.3) va (9.4) tenglamalarda turg‟un orbita radiusi uchun quyidagi
2
2
0
2
me
h
n
r
(9.6)
ifodani hosil qilamiz.
Bunda
n
= 1,2,3…… qiymatlarni qabul qiladi va bosh kvant soni deyiladi.
(9.5) da
n
=1 bo‟lsa, u holda birinchi orbita radiusi
.
53
,
0
10
53
,
0
0
8
A
sm
r
Turg‟un orbitalar radiuslari o‟zaro nisbati, natural sonlar qatori kvadratlari kabi
bo‟ladi, ya‟ni 1:4:9:16 …..u holda r
2
= 2,12 A
0
, r
3
= 4,77 A
o
,
r
4
= 8,48 A
0
, r
5
=13,25 A
0
, r
6
=19,08 A
0
bo‟ladi.
Elektronning to‟la energiyasi kinetik va yadroga tortilish potensial energiyalari
yig‟indisidan iboratdir:
343
r
e
m
E
K
0
2
2
8
2
va
r
e
E
p
0
2
4
(9.7)
Bulardan to‟la energiya
r
e
E
E
E
p
K
0
2
8
(9.8)
1
n
da vodorod uchun
eV
J
E
55
,
13
10
68
,
21
19
;
eV
E
38
,
3
2
;
eV
E
5
,
1
3
;
eV
E
84
,
0
4
,
eV
E
54
,
0
5
.
U holda elektron ikkinchi orbitadan birinchisiga o‟tsa
h
2-1
=-3,38-(-13,55)=10,17 eV energiya nurlanadi.
Uchinchi orbitadan ikkinchisiga o‟tganda h
3-2
=-1,5-(-3,38)=1,88 eV energiya
nurlanadi.
Elektron quyi energetik holatdan yuqori energetik holatga o‟tsa, energiya
yutadi.
Tajribalarning ko‟rsatishicha, ko‟p elektronli atomlarda ham diskret
energetik sathlar mavjud. Sathlarning diskretligi atomda aniq radiusli elektron
qatlamlar borligi bilan bog‟liq. Har bir qatlam stasionar elliptik orbitalar
to‟plamidan iboratdir. Bu orbitalar fazoda oriyentasiyasi bilan farq qiladi.
Shuning uchun bitta elektron qatlamdagi elektronlar ham turli turg‟un
orbitalarda harakat qiladi.
Pauli prinsipiga binoan bir atomda harakat holati bir-biriga o‟xshash ikkita
yoki bir nechta elektronlarning bo‟lishi mumkin emas. Elektron qatlamlar
K,L,M,N,O, harflar bilan belgilash qabul qilingan. Bir qatlamda bo‟la olishi
mumkin bo‟lgan elektronlarning eng ko‟p miqdori
2
2
n
m
bilan aniqlanadi.
Demak, K qatlamda
1
n
da
2
m
ta elektron bo‟lishi mumkin.
L
da
2
n
da
8
m
ta, M da
3
n
,
18
m
ta va hokazo.
Kimyoviy element atomidagi elektronlarning umumiy soni elementning
Mendeleyev davriy tizimidagi tartib (atom) nomeriga teng. Elektron qatlamlar
soni element tegishli bo‟lgan davr nomeriga teng, tashqi qatlamdagi elektronlar
soni esa gruppa nomeriga teng bo‟ladi.
344
9.3-rasm.
Atomda elektron qatlamlarning joylashuvi.
Hozirgi zamon kvant mexanikasida atomda elektronlarning harakati
holatini 4 ta kvant soni xarakterlaydi.
1 Bosh kvant soni n=1….
2. Orbital kvant soni
=0 …. n-1
3. Magnit kvant soni m
e
= -
…0…+
=2
+1
4. Spin kvant son m
s
=
2
1
345
G
K
A
2
3
1
C
1
C
2
9.4-rasm.
Frank – Gers tajribalari. Bunda K-katod, A-anod,s
1
va
s
2
– to’rlar G-galvanometr, I-tok kuchi,U-kuchlanish
Haqiqatdan ham energetik holatlar diskretligini tajribada 1913 yilda nemis
fiziklari Frank –Gers aniqladi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
