- Một số mô hình nguyên tử tr−ớc cơ học l−ợng tử Một số mô hình nguyên tử tr−ớc cơ học l−ợng tử Một số mô hình nguyên tử tr−ớc cơ học l−ợng tử Một số mô hình nguyên tử tr−ớc cơ học l−ợng tử 1.1. - Khái niệm nguyên tử. - Khái niệm nguyên tử 1.1. - Khái niệm nguyên tử lần đầu tiên đ−ợc Leucippe và Democrite đ−a ra từ thế kỷ 4 - 5 tr−ớc công nguyên: Nguyên tử là phần tử nhỏ nhất không thể phân chia đ−ợc của vật chất. - Các nguyên tử phân biệt với nhau bởi độ lớn và hình dạng của chúng. - Học thuyết nguyên tử của Leucippe và Democrite đ−ợc các nhà triết học khác nh− Epicure và Lucrece h−ởng ứng. - Năm 1807 nhà Bác học ng−ời Anh là Dalton đã làm sống lại khái niệm nguyên tử. - Theo ông nguyên tử là các quả cầu nhỏ, rắn, không thể xuyên qua đ−ợc. - định luật Avogadro là kết quả sự tìm kiếm các bằng chứng (gián tiếp) cho sự tồn tại của nguyên tử.. - Ngày nay, chúng ta biết rằng nguyên tử không phải là những phần tử nhỏ bé nhất của vật chất. - Bằng các ph−ơng pháp vật lý (ví dụ sự bắn phá hạt nhân) có thể phân chia nguyên tử thành các phần tử nhỏ bé hơn, các hạt cơ bản. - khái niệm nguyên tử nh− sau : Nguyên tử là phần tử nhỏ bé nhất của vật chất không thể phân chia đ−ợc bằng các phản ứng hoá học.. - Mô hình nguyên tử của Rutherford 1.2. - Mô hình nguyên tử của Rutherford. - Dựa vào kết quả nghiên cứu sự tán xạ hạt α (tức là hạt nhân nguyên tử He 2. - Tr−ớc hết, theo các định luật của điện động lực học cổ điển, một nguyên tử đ−ợc cấu tạo nh− vậy không thể bền. - Cả hai điều đó trái với sự thật là nguyên tử là một hệ bền và phổ phát xạ của nguyên tử là phổ gián đoạn.. - Phổ nguyên tử 1.3. - Phổ nguyên tử. - Một trong những yêu cầu đặt ra đối với mọi lí thuyết về nguyên tử là giải thích. - đ−ợc sự xuất hiện phổ vạch của nguyên tử và một số tính chất của chúng.. - ánh sáng vàng ấy là do nguyên tử Na (xuất hiện trong quá trình nhiệt phân NaCl trong ngọn lửa) phát ra. - Nguyên tử có khả. - Phổ nguyên tử H ở vùng thấy đ−ợc có cấu trúc đặc biệt đơn giản. - Balmer (1885) tìm thấy các phổ vạch nguyên tử H có b−ớc sóng tuân theo công thức đơn giản:. - và n 2 các giá trị nguyên lớn hơn n 1 ta có công thức biểu diễn toàn bộ phổ nguyên tử H. - Các dãy phổ của nguyên tử H Các dãy phổ của nguyên tử H Các dãy phổ của nguyên tử H Các dãy phổ của nguyên tử H. - 1.4.Thuyết l−ợng tử 1.4.Thuyết l−ợng tử 1.4.Thuyết l−ợng tử. - 1.4.Thuyết l−ợng tử Planck Planck Planck Planck 1.4.1. - Nh− vậy, việc ứng dụng vật lý học kinh điển để giải thích quang phổ của vật đen tuyệt đối có liên quan đến sự bức xạ năng l−ợng của các phần tử dao động tích điện có kích th−ớc nguyên tử hoàn toàn thất bại ở vùng b−ớc sóng tử ngoại. - Thuyết l−ợng tử Planck. - Theo thuyết l−ợng tử Planck thì. - L−ợng tử năng l−ợng này tỉ lệ với tần số ν của dao. - đoạn hay tính chất l−ợng tử của năng l−ợng trong các hệ vi mô. - Năng l−ợng của. - electron trong nguyên tử, năng l−ợng quay, năng l−ợng dao động của các nguyên tử hay nhóm nguyên tử trong phân tử. - Theo thuyết l−ợng tử Planck thì năng l−ợng của dao động tử dao động với tần số ν chỉ có thể nhận những giá trị gián đoạn:. - nghĩa là bội số nguyên lần l−ợng tử năng l−ợng ε = hν. - Mặt khác, vì năng l−ợng của dao động tử phát ra hay hấp thụ d−ới dạng năng l−ợng bức xạ nên thuyết l−ợng tử Planck cũng có nghĩa là:. - ánh sáng hay bức xạ nói chung gồm những l−ợng tử năng l−ợng ε = h. - Vì vậy, thuyết l−ợng tử Planck còn đ−ợc gọi là thuyết l−ợng tử ánh sáng.. - Mô hình nguyên tử của Bohr 1.5. - Mô hình nguyên tử của Bohr 1.5.1. - Kết hợp mô hình nguyên tử của Rutherford với thuyết l−ợng tử của Planck (1900), Bohr đ−a ra mô hình nguyên tử nổi tiếng mang tên ông. - Trong nguyên tử electron không chuyển động trên những quĩ đạo bất kì mà chỉ đ−ợc phép chuyển động trên những quĩ đạo sao cho xung l−ợng quay (còn gọi là mô men xung l−ợng) của nó bằng số nguyên lần đại l−ợng. - Ng−ời ta gọi n là số l−ợng tử.. - Khi chuyển động trên các quĩ đạo đ−ợc l−ợng tử hoá nói trên, electron không phát ra bức xạ nghĩa là không mất năng l−ợng.. - Quĩ đạo hay trạng thái trên đó năng l−ợng của electron có một giá trị xác định, không đổi gọi là quĩ đạo dừng hay trạng thái dừng.. - Năng l−ợng của bức xạ đ−ợc phát ra hay hấp thụ đúng bằng hiệu số năng l−ợng của hai trạng thái đó.. - Mô hình Bohr đối với nguyên tử H và các ion giống H. - Đối với nguyên tử H, nếu thay các giá trị của h, e, m vào (1.9) thì bán kính Bohr thứ nhất (n=1) có giá trị: r 1 = 0,53. - Trong các tính toán đối với hệ nguyên tử, phân tử ng−ời ta th−ờng dùng bán kính Bohr thứ nhất của nguyên tử H làm đơn vị đo chiều dài và kí hiệu là a 0. - Electron trên quĩ đạo thứ nhất có năng l−ợng cực tiểu. - Có thể coi a 0 là bán kính nguyên tử H ở trạng thái bình th−ờng. - Năng l−ợng của hệ là:. - Nh− vậy là điều kiện l−ợng tử xung l−ợng quay đã dẫn tới sự l−ợng tử hoá năng l−ợng.. - Bằng biểu thức (1.11) ta có thể vẽ đ−ợc giản đồ năng l−ợng của nguyên tử H.. - Năng l−ợng thấp nhất là năng l−ợng của electron trên quĩ đạo thứ nhất E 1 . - Kết hợp điều kiện tần số Bohr (1.7) với công thức tính năng l−ợng (1.11) ta tính. - Đối với nguyên tử H (z =1) công thức (1.12 ) đồng nhất với công thức Balmer.. - Mô hình nguyên tử của Sommerfeld Mô hình nguyên tử của Sommerfeld Mô hình nguyên tử của Sommerfeld Mô hình nguyên tử của Sommerfeld. - Mặc dù có sự phù hợp hoàn toàn giữa tính toán lí thuyết và số liệu thực nghiệm quang phổ H và ion giống H, nh−ng mô hình Bohr không thể giải thích đ−ợc phổ tinh tế của các nguyên tử này, tức là hiện t−ợng mỗi vạch phổ nguyên tử trên thực tế bao gồm một số vạch đứng sát nhau. - Sommerfeld đ−a ra hai điều kiện l−ợng tử hoá:. - điều kiện l−ợng tử hoá xuyên tâm). - điều kiện l−ợng tử ph−ơng vị). - áp dụng các điều kiện l−ợng tử hoá nói trên, ng−ời ta nhận đ−ợc biểu thức năng l−ợng gần giống biêủ thức năng l−ợng của Bohr. - Electron trên quĩ đạo elip có cùng số l−ợng tử chính có năng l−ợng bằng nhau, ng−ời ta nói đó là các trạng thái suy biến. - Nh− vậy là với việc đ−a quĩ đạo elip vào vẫn ch−a giải thích đ−ợc phổ tinh tế của nguyên tử.. - Năng l−ợng của electron cũng vì thế mà còn phụ thuộc vào số l−ợng tử phụ nửa:. - Nh− vậy: Mẫu nguyên tử của Bohr-Sommerfeld có một ứng dụng quan trọng trong quá trình phát triển lí thuyết về cấu tạo nguyên tử và phân tử.. - Mẫu nguyên tử Bohr-Sommerfeld đ−ợc coi là hoàn hảo nhất trong số các mẫu nguyên tử đầu tiên. - đến một lí thuyết hoàn chỉnh: Cơ học l−ợng tử.. - Trình bày nội dung mô hình nguyên tử của Rutherford.. - Trong điều kiện nào xuất hiện phổ nguyên tử? Phổ nguyên tử của hydro có những đặc điểm gì?. - Trình bày nội dung của thuyết l−ợng tử Planck. - Hãy tính l−ợng tử năng l−ợng. - Trình bày nội dung mô hình nguyên tử của Bohr.. - Ng−ời ta sử dụng một chùm electron để bắn phá các nguyên tử H dạng khí. - Nếu electron của nguyên tử H đ−ợc kích thích đến mức năng l−ợng t−ơng ứng là 3,4eV. - Năng l−ợng ion hoá thứ nhất của nguyên tử H là J. - Hãy tính năng l−ợng ion hoá thứ hai của nguyên tử He.. - Đại c−ơng về cơ học l−ợng tử. - Đại c−ơng về cơ học l−ợng tử 2.1. - 3- Cũng theo thuyết sóng, năng l−ợng của bức xạ đ−ợc phân bố đều trên mặt sóng.. - einstein (1905) cho rằng có thể mở rộng thuyết l−ợng tử của Planck để giải thích hiệu ứng quang điện. - Vì vậy, Einstein đ−a ra thuyết hạt hay thuyết l−ợng tử ánh sáng. - Theo thuyết l−ợng tử ánh sáng của Einstein thì ánh sáng hay bức xạ nói chung là một thông l−ợng các hạt vật chất đ−ợc gọi là photon (quang tử) hay l−ợng tử ánh sáng với một l−ợng tử năng l−ợng:. - Nh−ng theo giả thuyết l−ợng tử của Planck, ng−ời ta không thể dùng một l−ợng. - ánh sáng nhỏ tuỳ ý đ−ợc, mà phải dùng ít nhất một l−ợng tử. - Có nghĩa là ta không thể xác định đ−ợc đồng thời một cách chính xác vị trí x và vận tốc V x của một electron trong nguyên tử. - không thể xác định chính xác toạ độ x của nó, tức là không tồn tại quỹ đạo của electron trong nguyên tử.. - Sự khác nhau giữa cơ học cổ điển và cơ học l−ợng tử 2.4. - Sự khác nhau giữa cơ học cổ điển và cơ học l−ợng tử. - Các đại l−ợng vật lí chỉ có thể nhận những giá trị gián đoạn hay đ−ợc l−ợng tử hoá.. - a- Chuyển động của electron trong nguyên tử H với vận tốc khoảng 10 6 m/s b- Chuyển động của một ôtô có khối l−ợng 1 tấn và vận tốc 100km/h c- Từ các kết quả đó có nhận xét gì về sóng vật chất?. - Năng l−ợng này có thể sử dụng d−ới dạng năng l−ợng ánh sáng. - a) Hãy tính năng l−ợng kích thích ứng với các đám hấp thụ trên (theo eV).. - a- Electron chuyển động trong nguyên tử với giả thuyết ∆V x = 10 6 m/s, cho biết m e kg. - Hãy xác định độ bất định về động l−ợng và tốc độ cho một electron khi nó chuyển động trong một vùng không gian theo một chiều xác định (giả sử theo chiều x của toạ độ) với độ rộng bằng cỡ đ−ờng kính nguyên tử. - c) ở nhiệt độ phòng, một nguyên tử He chuyển động với vận tốc 1000 m.s -1
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt