|
Tjbakt yo’nalishi 69-20 guruh talabasi Maxamatyusupov asadbekning fizika fanidan tayyorlagan taqdimoti . Vodorod atomining nurlanish spektrlari - . Vodorod atomining nurlanish spektrlari
- Bor atom nazariyasi vodorod va vodorodga o`xshagan atomlar uchun mos keladi. Vodorodga o`xshash atomlar deganda bitta elektronini yo`qotgan geliy, ikkita elektronini yo`qotgan litiy tushuniladi. Chunki, bu atomlar yadrosi atrofida vodorodga o`xshab bittadan elektron aylanadi. Bor nazariyasi bunday atomlarning nurlanish spektrlarini, elektronlarning orbita radiuslarini va energiyalarini aniqlash imkonini beradi.
- Borning 2-postulati yordamida elektronning turg`un orbita radiusini hisoblab topishimiz mumkin. Elektron bilan yadro orasidagi Kulon kuchi elektronga markazga intilma tezlanish beradi. Ya`ni
Bu formula klassik fizikaga tegishli bo`lgani uchun Bor postulatlariga ziddir. bu formuladan foydalanmay turib, elektronning orbita radiusi va tezligini topib bo`lmaydi. (2.1) formuladagi Z - elementning davriy sistemadagi tartib nomeri. (1.6) va (2.1) tenglamalarni sistema qilib yechib V va r larni topamiz. Vodorod uchun Z=1 deb olamiz. - Keyingi sistemani birinchi tenglamasini o`ng va chap tomonlarini ikkinchi tenglamaga hadma-had bo`lib, elektronning mumkin bo`lgan tezligini topamiz.
Bu formuladan elektronning n=1 bo`lgan orbitadagi tezligi uchun V 106 m/s qiymatni olamiz. Ko`rinib turibdiki, elektronning bu tezligi yorug`lik tezligidan haddan tashqari kichik, shuning uchun atom fizikasida ham Nyuton mexanikasidan foydalanish mumkin. Tezlikning (2.2) ifodasini sistemaning birinchi tenglamasiga qo`yib, turg`un orbitalar radiuslari uchun quyidagi formulani hosil qilamiz. - Bu formuladan elektronning n=1 bo`lgan orbitadagi tezligi uchun V 106 m/s qiymatni olamiz. Ko`rinib turibdiki, elektronning bu tezligi yorug`lik tezligidan haddan tashqari kichik, shuning uchun atom fizikasida ham Nyuton mexanikasidan foydalanish mumkin. Tezlikning (2.2) ifodasini sistemaning birinchi tenglamasiga qo`yib, turg`un orbitalar radiuslari uchun quyidagi formulani hosil qilamiz.
- Bu formuladan ko`rinib turibdiki, n ortishi bilan elektronning orbita radiusi 1:4:9:16 va h.z. nisbatda ortib boradi.
- Elektronning birinchi turg`un orbita radiusini hisoblaylik,
- Vodorod atomidagi elektronning bu hisoblab topilgan orbita radiusi birinchi Bor radiusi deb ham ataladi. Vodorod atomidagi elektron r1 = 0,528 dan kichik bo`lgan orbitada hech qachon aylanmaydi. (2.3) formuladan ko`rinib turibdiki, n ortgan sari orbita radiusi ham n ning kvadratiga mos ravishda ortib boradi. Elektron faqat (2.3) formula bilan aniqlanuvchi orbitalar bo`ylab aylana oladi. 2-postulatning yana bir xususiyati shundan iboratki, undan atom energiyasining kvantlanishi kelib chiqadi. (2.3) formuladan foydalanib, atomning to`liq energiyasini topamiz. Bu energiya elektronning kinetik energiyasi bilan va uning yadrosi bilan o`zaro ta`sirlashuv potensial energiyalari yig`indisiga teng.
- Е=Ек+Еn= (2.4)
- Yuqoridagi (2.2) ifodadan elektronning kinetik energiyasi uning potensial energiyasining yarmiga tengligini topamiz:
-
- (2.5)ifodaga kinetik energiyaning bu ifodasini qo`yib, atomning to`liq energiyasini aniqlaymiz.
- To`liq energiyaning manfiy bo`lishligi atomdagi elektronni yadroga bog`langanligini yoki boshqacha aytganda elektron yadroning elektrostatik maydoni hosil qilgan potensial orasida joylashganini bildiradi. (2.6) formuladagi r ni o`rniga uni (2.5) ifodasini qo`yib, atom energiyasi faqat ma`lum bir tayinli qiymatlar olib o`zgarishini ko`rsatadigan formulani hosil qilamiz.
-
(2.7) formuladagi n bosh kvant soni deyilgan edi. U elektronning energetik sathi yoki orbita tartib raqamini bildiradi. (2.7) formuladan ko`rinib turibdiki, n ortgan sari yoki boshqacha aytganda elektronning orbita radiusi ortishi bilan atomning energiyasi ortib boradi. Elektron erkinlashgan sari energiyaning absolyut miqdori esa kamayib boradi. Elektronning atomdagi maksimal energiyasi nolga teng bo`lsa: bu n= bo`lgan holga yoki elektronni atomdan chiqib ketishiga (atomni ionlashishiga) mos keladi. (2.7) formula faqat atomdagi elektronning energiyasini kvantlanishini ifodalaydi deyish unchalik to`g`ri emas. Chunki, atomning potensial energiyasi elektronning o`zigagina tegishli bo`lmay, uning yadro bilan o`zaro ta`siriga bog`liq. Vodorod atomidagi elektronning birinchi, ikkinchi va uchinchi Bor orbitalaridagi to`liq energiyasi E ni(2.7) formula bilan hisoblaylik. - (2.7) formuladagi n bosh kvant soni deyilgan edi. U elektronning energetik sathi yoki orbita tartib raqamini bildiradi. (2.7) formuladan ko`rinib turibdiki, n ortgan sari yoki boshqacha aytganda elektronning orbita radiusi ortishi bilan atomning energiyasi ortib boradi. Elektron erkinlashgan sari energiyaning absolyut miqdori esa kamayib boradi. Elektronning atomdagi maksimal energiyasi nolga teng bo`lsa: bu n= bo`lgan holga yoki elektronni atomdan chiqib ketishiga (atomni ionlashishiga) mos keladi. (2.7) formula faqat atomdagi elektronning energiyasini kvantlanishini ifodalaydi deyish unchalik to`g`ri emas. Chunki, atomning potensial energiyasi elektronning o`zigagina tegishli bo`lmay, uning yadro bilan o`zaro ta`siriga bog`liq. Vodorod atomidagi elektronning birinchi, ikkinchi va uchinchi Bor orbitalaridagi to`liq energiyasi E ni(2.7) formula bilan hisoblaylik.
- Energiyaning Joul birligini elektron -Volt (eV) birlikka o`tkazamiz.
- 1J=6,25 . 1018 eV
- E1=-2,18 .10-18 J=-6,25 . 1018 . 6,25 . 1018 eV=-13,56 eV
Xuddi shuningdek, n=2 va n=3 bo`lgan hollar uchun E2 va E3 energiyalarni hisoblab quyidagi natijani olamiz: Xuddi shuningdek, n=2 va n=3 bo`lgan hollar uchun E2 va E3 energiyalarni hisoblab quyidagi natijani olamiz:
Do'stlaringiz bilan baham: |
