Atomning bor modeli. Bor postulatlari 11-sinf - Физика - Презентации

Информация о документе

Цена	4000UZS
Размер	870.7KB
Покупки	0
Дата загрузки	09 Февраль 2022
Расширение	ppt
Раздел	Презентации
Предмет	Физика

Atomning bor modeli. Bor postulatlari 11-sinf

Купить

11-sinf fizika darsligi asosida 37-mavzu:Atomning bor modeli. Bor postulatlari

1903-yilda ingliz fizigi J. J. Tomson atomning tuzilishi haqidagi birinchi modelni taklif qildi. Tomson modeliga muvofiq, atom – massasi tekis taqsimlangan 10–10 m kattalikdagi musbat zaryadlardan iborat shar sifatida tasavvur qilinadi. Uning ichida esa, o‘z muvozanat vaziyatlari atrofida tebranma harakat qiluvchi manfiy zaryadlar (elektronlar) mavjud bo‘lib (bunda atomni tarvuzga o‘xshatish va elektron tarvuzning urug‘lari singari joylashgan deyish mumkin), musbat va manfiy zaryadlarning yig‘indisi o‘zaro teng.

Boshqa ingliz fizigi D. Rezerford 1911-yilda o‘z tajribalariga asosan Tomson modelini inkor etib, atomning yadroviy (planetar) modelini taklif qildi. Ushbu modelga ko‘ra atom jajjigina quyosh sistemasidek tasavvur qilinadi. Elektronlar yadro atrofida (yopiq) orbitalar – atomning elektron qobig‘i bo‘ylab harakatlanadi va ularning zaryadi yadrodagi musbat zaryadga teng.

Atomning o‘lchamlari juda kichik bo‘lgani uchun (≈ 10–10m) uning tuzilishini bevosita o‘rganish juda qiyin. Shuning uchun uning tuzilishini bilvosita, ya’ni ichki tuzilishi haqida ma’lumot beruvchi xarakteristikalar yordamida o‘rganish maqsadga muvofiqdir. Shunday xarakteristikalardan biri – atomning nurlanish spektri. Atomning nurlanish spektri, ya’ni atom elektromagnit nurlar chiqarishida (yoki yutishida) hosil bo‘ladigan optik spektrlar ancha batafsil o‘rganilgan.

Shveysariyalik fizik I.Balmer 1885-yilda tajriba natijalariga tayanib vodorod spektri chiziqlari chastotalari uchun quyidagi formulani topdi. Bu yerda: R=3,29 · 1015 Hz – Ridberg doimiysi, m va n doimiy sonlar, ular mos holda m=1, 2, 3, 4, ... qiymatlarni, n esa butun (m+1 dan boshlab) qiymatlarni qabul qiladi. Ushbu formulaga muvofiq vodorod spektri uzlukli chiziqlardan iboratdir.

Rezerfordning yadroviy modeli atomning spektral qonuniyatlarini tushuntirib bera olmadi. Bundan tashqari, bu model klassik mexanika va elektrodinamika qonunlariga zid bo‘lib chiqdi. Birinchidan , elektronning yadro atrofidagi orbita bo‘ylab harakati egri chiziqli, ya’ni tezlanish bilan ro‘y beradigan harakatdir. Bu harakatda elektronning energiyasi kamayadi, uning aylanish orbitasi kichrayadi va u yadroga yaqinlasha boradi. Boshqacha aytganda, ma’lum vaqtdan keyin elektron yadroga qulab, atom yo‘qolishi kerak. Bu Rezerford modeliga muvofiq, atom nostabil sistema bo‘lishini ko‘rsatadi. Amalda esa atomlar juda mustahkam sistema hisoblanadi.

Ikkinchidan, elektron atomga yaqinlashgan sari orbitasining radiusi kichraya boradi (R→0), tezligi esa o‘zgarmaydi ( v =const). Natijada tezlanishi ortishi bilan elektronning nurlanish chastotasi ham uzluksiz ravishda ortishi va demak, uzluksiz nurlanish spektri kuzatilishi kerak. Tajribalar va ular bilan mos keluvchi Balmer formulasi esa atomning nurlanish spektri uzlukli (chiziqli) ekanligini ko‘rsatganini bildik.

1913-yilda Rezerfordning yadroviy modeliga kvant nazariyasi tatbiq etilib, tajriba natijalarini to‘la tushuntirib bera oladigan vodorod atomi nazariyasi yaratildi. Bor nazariyasining asosini quyidagi ikkita postulat tashkil qiladi. Bu postulatlardan har biri yuqorida qayd etilgan Rezerford modelining ikkita kamchiligini bartaraf etishga qaratilgan. 1. Statsionar (turg‘un) holatlar haqidagi postulat: atomda statsionar holatlar mavjud bo‘lib, bu holatlarga elektronlarning statsionar orbitalari mos keladi. Elektronlar faqat shu statsionar orbitalarda bo‘lib, hattoki tezlanish bilan harakatlanganida ham nurlanmaydi.

Statsionar otbitadagi elektronning harakat nuqdori momenti (impuls momenti) kvantlangan bo‘lib, quyidagi shart bilan aniqlanadi: Bu yerda: m e – elektronning massasi; r n – n-orbitaning radiusi; v n – elektronning shu orbitadagi tezligi; m e · v n ·r n – elektronning shu orbitadagi impuls momenti; n – nolga teng bo‘lmagan butun son, unga bosh kvant soni deyiladi;

Demak, Borning birinchi postulatiga ko‘ra, atomdagi elektron istalgan orbita bo‘ylab emas, balki statsionar orbita deb ataluvchi ma’lum orbitalar bo‘ylab harakatlanishi mumkin. Bu harakat davomida nurlanmaydi, ya’ni energiyasi kamaymaydi. Energiyasi kamaymasa, yadroga tushmaydi va atom yo‘qolmaydi. Shunday qilib, ushbu postulat Rezerford modelining birinchi kamchiligini bartaraf qiladi.

2. Chastotalar haqidagi postulat : elektron bir statsionar orbitadan ikkinchisiga o‘tgandagina, energiyasi shu statsionar holatlardagi energiyalarining farqiga teng bo‘lgan bitta foton chiqaradi (yoki yutadi): bu yerda: E n va E m – mos ravishda elektronning n- va m- statsionar orbitalardagi energiyalari.

Agar E n > E m bo‘lsa, foton chiqariladi. Bunda, elektron katta energiyali holatdan kichikroq energiyali holatga, ya’ni yadrodan uzoqroqda bo‘lgan statsionar orbitadan yadroga yaqinroq bo‘lgan statsionar orbitaga o‘tadi. Agar E n <E m bo‘lsa, foton yutiladi va yuqoridagi mulohazalarga teskari hol ro‘y beradi. (7–2) ifodadan nurlanish ro‘y beradigan chastotalarni, ya’ni atomning chiziqli spektrini aniqlash mumkin:

Borning ikkinchi postulatiga ko‘ra, elektron istalgan chastotali nurlanish chiqarmay, chastotasi (7–4) shartni qanoatlantiruvchi nurlanishnigina chiqarishi mumkin. Shu sababli, atomning nurlanish spektri uzluksiz bo‘lmay, uzlukli (chiziqli) ko‘rinishga ega. Demak, Borning ikkinchi postulati Rezerford modelining ikkinchi kamchiligini bartaraf qiladi. Elektron orbitasining radiusi quyidagi ifoda yordamida aniqlanadi: bu yerda: n – elektron statsionar orbitasining (aniqrog‘i atomning statsionar holatining) tartib raqamini ko‘rsatadi. Masalan, n= 1 deb olsak, elektronning vodorod atomidagi birinchi statsionar orbitasi radiusining qiymatini hosil qilamiz

Bu radiusga birinchi Bor radiusi deyiladi va atom fizikasida uzunlik birligi sifatida foydalaniladi: Atomning istalgan energetik sathdagi energiyasi En quyidagicha aniqlanadi: Ushbu ifodadan ko‘rinib turibdiki, vodorod atomining to‘la energiyasi manfiy bo‘lib, u elektron va protonni erkin zarralarga aylantirish uchun qancha energiya sarflash kerakligini ko‘rsatadi.

Boshqacha aytganda, aynan shu energiya bu ikki zarrani bir butun atom sifatida saqlab turadi. Shuning uchun ham n=1 holat eng turg‘un holat hisoblanib, bu holatda atom eng kam energiyaga ega bo‘ladi va u asosiy energetik holatda deyiladi. Bu holatdagi vodorod atomini ionlashtirish uchun eng ko‘p energiya sarflash taqozo qilinadi. n>1 holatlar esa, g‘alayonlangan (uyg‘ongan) holatlar deyiladi va ulardagi atomning energiyasi kamroq bo‘lib, bunday holatdagi atomni ionlashtirish uchun kamroq energiya sarflanadi. Borning ikkinchi postulatiga ko‘ra, elektron bir energetik sathdan ikkinchisiga o‘tganida energiyali foton chiqariladi yoki yutiladi.

Agar elektron ikkinchi orbitadan (n 2 =2) birinchisiga o‘tsa (n 1 =1), foton chiqariladi (7.1- rasm). Teskari holda – yutiladi. Elektronni n 1 =1 orbitadan n 2 → ∞ ga o‘tkazish uchun, boshqacha aytganda, elektronni atom yadrosidan ajratib olish (atomni ionlashtirish) uchun eng katta energiya sarflanadi. Bu energiyaning qiymati 13,6 eV ga teng bo‘lib, vodorod atomini ionlashtirish energiyasidir.

Demak, vodorod atomining asosiy holatidagi elektronning energiyasi –13,6 eV ga teng. Yuqorida ta’kidlaganimizdek, energiyaning manfiyligi elektronning bog‘langan holatda ekanligini ko‘rsatadi. Erkin holatdagi elektronning energiyasi nolga teng deb qabul qilingan. (7–7) ifoda yordamida chiqariladigan yoki yutiladigan fotonning chastotasini yoki to‘lqin uzunligini aniqlash mumkin:

Купить