Квантовая теория. Модель Бора

Выход из создавшегося положения был найден великим датским ученым Нильсом Бором в 1913 г. Он исходил из модели Резерфорда, опирался на учение Эйнштейна о световых квантах (1905) и на квантовую теорию излучения Планка (1900). Согласно по- [c.33]

Таким образом, теперь ясно видна необходимость использования трех квантовых чисел для описания энергии электрона. Каждое новое квантовое число вводилось для удовлетворения требований эксперимента. Однако даже с этими тремя квантовыми числами невозможно было полностью объяснить линейчатые спектры. Например, действие слабого магнитного поля приводит к так называемому аномальному эффекту Зеемана, который нельзя было понять на основе модели Бора — Зоммерфельда. Кроме того, у атома Бора и его вариантов было множество других недостатков. Одним из них, и, по-видимому, наиболее существенным, была невозможность применения теории Бора к более сложным атомам. Приложение ее к спектру даже такого простого атома, как атом гелия, приводило к полной неудаче, и все попытки понять основы периодической системы в рамках модели Бора были безуспешны. Это показывает, что все вышеизложенное верно только для одноэлектронной системы. Такое ограничение не имеет смысла, и поэтому очевидна необходимость найти что-то лучшее. [c.37]

Существенный шаг в развитии представлений о строении атома сделал в 1913 г. Нильс Бор, предложивший теорию, объединяющую ядерную модель атома с квантовой теорией света. [c.63]

Планетарная модель строения атома Э Резерфорда (1911 г) и квантовая теория И Бора (1913 г) выведены из понятий классической физики и рассматривают электрон как частицу, считая, что поведение электрона в атоме описывается законами ньютоновской механики [c.28]

Строение электронной оболочки атома по Бору. Как уже указывалось, в своей теории Нильс Бор исходил из ядерной модели атома. Основываясь иа положении квантовой теории света о прерывистой, дискретной природе излучения и на линейчатом характере атомны.х спектров, ои сделал вывод, что энергия >лектронов в атоме не может меняться непрерывно, а изменяется скачками, т. е. дискретно. Поэтому в атоме возможны не любые энергетические состояния электронов, а лишь определенные, разрешенные состояния. Иначе говоря, энергетические состояния электронов в атоме квантованы. Переход из одного разрешенного состояния в другое совершается скачкообразно и сопровождается испусканием или поглощением кванта электромагнитного излучения. [c.66]

В 1913 г. в третьей статье из серии, положившей начало квантовой теории атомов, Бор дал объяснение образованию химической связи с помощью предложенной им модели атомов. Согласно Бору, два внешних электрона двух атомов, образующих химическую связь, вращаются по одной и той же орбите вокруг линии, проходящей через ядра обоих атомов, и удерживают последние на определенном расстоянии друг от друга. Б метане ядро углерода, заключенное в очень маленьком кольце из двух электронов, расположено в центре (тетраэдра), а ядра водорода по углам. Химические связи представляют собой четыре двухэлектронных кольца, вращающихся вокруг линий, соединяющих центр с углами [79, о. 874]. [c.62]

Е) создании современной теории строения атома особую роль сыграли Эрнест Резерфорд, построивший планетарную модель атома (1911), и Нильс Бор, выдвинувший первую квантовую теорию атома (19П). [c.7]

В первых двух главах дискретная структура материи обсуждалась с привлечением классической физики, которая на исход прошлого века составляла фундамент теоретической химии. Однако на пороге следующего столетия произошел грандиозный переворот в основах физики, обусловленный появлением квантовой теории и теории относительности. Эти события повлияли и на развитие химии, хотя и получили должную оценку только в последнее время, после создания квантовой химии. Ушло время, когда химику достаточно было иметь общее представление о строении атома, ограничивая себя моделью Бора. В гл. 2 были сделаны два предположения, которые, как теперь известно, принципиально неверны [c.24]

Таким образом, квантовая механика уточняет представления квантовой модели атома водорода, предложенной Н. Бором, в которой постулировалось, что электрон вращается вокруг ядра по круговым орбитам определенных размеров. По квантовой теории электрон не должен находиться на орбите определенного радиуса, а может быть удален от ядра на различные расстояния, хотя и с неодинаковой вероятностью. Возникло представление об электронном облаке. В состоянии Ь совокупность наиболее вероятных местонахождений электрона представляет собой поверхность сферы с радиусом г , который совпадает с радиусом первой орбиты в модели Бора Оо. Электронное облако имеет наибольшую [c.20]

Как и в других областях физики и химии, в теории строения атома было предложено большое число теоретических моделей, и, конечно, в будущем будут появляться и другие модели. Каждая следующая модель обычно была в том или ином смысле лучше пре-дыдущих. Однако ни одна из них не получила такого всемирного признания, как предложенная в 1913 г. Нильсом Бором модель водородоподобных атомов . Используя структурную идею атома Резерфорда, Бор с успехом применил концепции квантовой теории для объяснения как происхождения линий спектра, так и устойчивости атома. [c.29]

Бор, отвергнув идею о непрерывном излучении движущимся с ускорением зарядом, тем самым отверг и единственную известную тогда для заряженной частицы возможность излучать энергию. В соответствии с этой моделью атома излучение есть результат изменения энергетического состояния электрона. Однако теория Бора не рассматривает вопрос о том, как происходит такое изменение. Кроме того. Бор произвольно использовал как классические, так и квантовые идеи, поскольку он считал их необходимыми для получения окончательного результата. Единственным оправданием боровскому приближению было исключительно хорошее соответствие между теоретическими расчетами по модели Бора и экспериментальными данными. [c.31]

Безусловно, что теория Бора обладала большими достоинствами, например таким, как количественное предсказание линейчатых спектров водородоподобных атомов. Однако были такн е и некоторые трудности. Одним из первых затруднений была проблема тонкой структуры линейчатого спектра водородоподобного атома. Теория Бора объясняла существование различных линий в спектре водорода и предсказывала существование серий только единичных линий. В то время это было как раз тем, что и наблюдалось на опыте. Однако с усовершенствованием приборов и техники эксперимента оказалось, что линии, принимавшиеся раньше за единичные, в действительности состоят из совокупности линий,. расположенных очень близко друг к другу. Следовательно, для каждого квантового числа существует скорее несколько энергетических уровней, близких друг к другу, чем единственный уровень. Потребовалось введение новых квантовых чисел, а получить их непосредственно нз модели Бора было невозможно. Это затруднение было до некоторой степени разрешено Зоммер-фельдом, когда он детально рассмотрел существование для электрона эллиптических орбит. Бор допускал возможность существования эллиптических орбит в своей первоначальной работе, но дальше не развил эту идею. Для круговых электронных орбит единственной изменяющейся координатой является угол вращения ф. Однако для эллиптической орбиты (рис. 1-11) изменяться могут как угол ф, так и радиус-вектор г. Две степени свободы обусловливают возможность существования двух квантовых состояний. Для того чтобы обе степени свободы сделать квантованными, [c.34]

Необходимо отметить две отличительные особенности, присущие энергии частиц. Во-первых, очевидно, что энергия квантована. В силу того что параметр п может принимать только целочисленные значения, энергия имеет дискретный характер, в соответствии с квантовой теорией, разработанной Максом Планком в 1900 г. Одним из достоинств волновой механики является то, что дискретность вытекает из ограниченного числа основных постулатов, а не из предположений а(1 Носу>, как это было в модели атома Бора. Во-вторых, имеется связь между размером ящика и энергией частицы. Чем меньше становится ящик, тем больше энергия частицы. Это положение будет далее использовано при обсуждении вопроса о существовании электронов в ядре атома. [c.54]

Теория строения атома водорода по Бору. На основе модели Резерфорда, учения Эйнштейна о световых квантах (1905), квантовой теории излучения Планка (1900) в 1913 г. датским физиком Н. Бором была предложена теория строения атома водорода. Эта теория позволила объяснить свойства атома и в первую очередь происхождение линий спектра. Бор предположил, что движение электрона в атоме ограничено индивидуальной устойчивой орбитой. До тех пор, пока электрон находится на этой орбите, он не излучает энергии. Если длина круговой орбиты радиусом г равна 2л/ , то условие устойчивости орбиты следующее [c.12]

Выход из создавшегося положения был найден великим датским ученым Нильсом Бором в 1913 г. Он исходил из модели Резерфорда, опирался на учение Эйнштейна о световых квантах (1905) и на квантовую теорию излучения Планка (1900). Согласно последней, вещества поглощают и излучают энергию отдельны- [c.24]

Исходя из планетарных представлений и квантовой теории. Бор в 1913 г. построил модель атома водорода, не заключающую в себе тех противоречий, о которых говорилось выше. Модель эта была разработана на основе следующих положений. [c.78]

В 1913 г. датский физик Нильс Бор разработал теорию, позволяющую устранить оба противоречия модели Резерфорда. Чтобы лучше понять теорию Бора, нужно коротко рассмотреть квантовую теорию, введенную Планком. Теория Бора является прямым приложением квантовой теории к проблеме строения атома. [c.21]

Рис. 13 показывает, что в отличие от теории Резерфорда — Бора, согласно которой электрон движется по круговым орбитам, по квантово-механической модели электрон может пребывать в любой области атомного пространства, только с различной вероятностью. Если бы удалось через малые промежутки времени сфотографировать положение электрона, то при наложении тысяч таких фотографий получили бы картину электронного облака. Совершенно очевидно, что плотность электронного облака в различных точках [c.33]

Формулы (177) и (178) подтвердились на опыте. Однако моделью Бора является противоречивой, так как нельзя говорить о траектории движения электрона в атоме ввиду волнового характера его движения. Квантовомеханическая теория, учитывающая волновые свойства электрона, дает возможность точно определять свойства простейшего атома водорода и приближенно рассмотреть свойства более сложных атомов. Квантовые условия дискретности должны непосредственно вытекать из общей теории. Такой теорией является квантовая механика. [c.69]

Из предыдущего ясно, что электроны играют решающую роль в образовании гомеополярной связи. Для более глубокого понимания необходимо кратко описать построение электронных оболочек. В принципе возможно как корпускулярное, так и волновое описание последних. В основе первого лежит так называемая старая квантовая теория, соответствующая очень наглядной модели атома Бора (1913 г.). [Согласно этой модели, положительно заряженное ядро окружено соответствующим этому заряду числом электронов, находящихся в стационарных состояниях (состояния с определенным значением энергии). Абсолютное значение энергии обратно пропорционально [c.17]

H. Бор, Три статьи о спектрах и строение атома, пер. с нем., Госиздат, 1923. См. также Л. С. Полак, Возникновение квантовой теории атома модель атома Резерфорда — Бора, Тр. Ин-та истории естествознания и техники, 19, 431 (1957). [c.425]

В известной теоретической схеме Косселя (1916) органические соединения затронуты мимоходом, поскольку автор ссылается на успешное их истолкование в работе Штарка. Коссель высказал важную идею, которая в зачаточной форме была уже у Томсона — о существовании постепенного перехода от чисто полярных соединений (например, НС1) к типично неполярному (например, Нз). Работа Косселя, кроме идеи о существовании градации в полярности связей, затем принятой и в теориях строения органических соединений, интересна еще и тем, что в ней ясно указано на недостаток в принципе статических моделей электронного строения атомов и молекул (в том числе и модели Штарка) и на то, что будущее за моделью Резерфорда — Бора и квантовой теорией. [c.62]

П о л а к Л. С. Возникновение квантовой теории атома (Модель атома Резерфорда — Бора). Труды Ин-та истории естествознания и техники, 1957, т. 19, с. 431-449. [c.279]

Сам Штарк оказался не способным существенным образом изменить свою систему в соответствии с развитием теоретической и экспериментальной физики и химии. Правда, в 1922 г. он высказал в связи с критикой теории Бора гипотезу о природе отталкивательной силы (см. прим. на стр. 78), а в 1928 г. в монографии, посвященной строению атомов и межатомной связи [12], несколько видоизменил свою гипотезу, допустив аксиально-симметрическое строение атомов и расположение двух электронов не рядом друг с другом, как в старой теории, а на оси, соединяющей оба атома. Электроны обладают уже не только электрическим, но и магнитным полем. Так как магнитная сила представляет собой ту искомую отталкивательную силу (см. стр. 62), удерживающую атомы в равновесии, то эти два валентных электрона двух атомов располагаются относительно друг друга на одной оси, но с противоположным направлением их магнитных моментов [тамже, стр. 67]. Нет необходимости излагать более подробно эту новую теорию Штарка, так как она не оказала влияния на современников, а сам Штарк неоправданно пытался противопоставить ее не только уже устаревшей к тому времени атомной модели Бора, но и первым появившимся тогда квантово-механическим теориям строения атома. Борьба Штарка против передовых направлений теоретической физики (квантовой механики и теории относительности) привела его на самые реакционные позиции, и ничего нового в интересующей нас области он не дал, как это видно, например, из его монографии 1940 г. [14]. [c.72]

Несмотря на дальнейшую разработку квантовой теории Эйнштейном, самим Планком и другими физиками, ее не удалось применить к теории строения атомов до тех пор, пока Бор не убедился в том, что модель атома Резерфорда находится в противоречии с классической электродинамикой и требует введения нового принципа. Такой принцип и был введен Бором в 1913 г. в виде постулата о том, что электроны в атомах находятся на круговых орбитах. Эти орбиты стационарны, если момент количества движения р=тиг пропорционален постоянной Планка /г, причем коэффициентом пропорциональности служит отношение п/2л, где п — целое ( квантовое ) число. Приводя эти достаточно хорошо известные сведения из истории квантовой теории и отсылая к историческим работам, специально ей посвященным [1,2], заметим только, что в той же серии статей Бор сделал попытку применить следствия из новой квантовой модели атома к проблемам химической связи и строения молекул, о чем мы говорили ранее (стр. 75). [c.161]

В соответствии с этой моделью атома излучение есть результат изменения энергетического состояния электрона. Однако теория Бора не рассматривает вопрос о том, как происходит такое изменение. Кроме того. Бор произвольно использовал как классические, так и квантовые идеи, поскольку он считал их необходимыми для получения окончательного результата. Единственным оправданием боровского приближения было исключительно хорошее соответствие между теоретическими расчетами по модели Бора и экспериментальными данными. [c.29]

Важность этого представления для теории химической связи трудно переоценить. Не случайно поэтому, немецкие ученые В. Гайтлер и Ф. ЛондОн свою известную статью 1927 г. Взаимодействие нейтральных атомов и гомеополярная связь с точки зрения квантовой механики , с которой берет начало современная квантовая химия, начали словами Взаимодействие между нейтральными атомами до сих пор представляло большие трудности для теоретического рассмотрения. Развитие квантовой механики дало для разработки этой проблемы совершенно новую точку зрения прежде всего в новой модели распределение заряда полностью отлично от модели Бора, что уже влечет за собой совершенно новое соотношение сил (Кгаиезр1е1) между нейтральными атомами . [c.142]

Атомы И молекулы — системы, построенные из микрочастиц — 51дер и электронов. В начале XX в. выяснилось, что классическая физика не в состоянии правильно описать состояние этих систем. Бор создал теорию атома, носящую его имя, сохранив планетарную модель атома Резерфорда и введя в нее новые идеи квантовой теории Планка — Эйн-щтейна. Поразительный успех теории Бора в описании атома водорода и объяснении его спектра не мог быть распространен на более сложные атомы из-за противоречивости между квантовыми и классическими представлениями, лежащими в ее основе. Однако теория Бора оставила глубокий след в физике. Новая физическая теория — квантовая механика возникла из работ де Бройля, Шредингера, Гейзенберга, Дирака и др. [c.7]

После торжества теории атома Бора стало ясно, что молекулу связывают в единое целое электрические силы притяжения электронов и ядер. Однако до возникновения квантовой механики нельзя было построить удовлетворительной теории даже для такой простой молекулы, Как Н,. Нильс Бор предложил для нее простую модель два электрона вращаются по круговой орбите, осью которой служит линия, соединяю-щая ядра.. Притяжение электронов удерживает ядра, а центробежная сила не дает электронам сойти с круговой траектории. Однако эта модель не смогла объяснить спектр мо.лекулы и ряд ее свойств, например диамагнетизм. Неясно было также, почему в то время как кулоновская электрическая сила — дальнодействующая, химическое взаимодействие проявляет себя главным образом ни очень коротких pa тoянияxi как возникает свойство насыщаемостю) химических сил. [c.79]

Размер электронных облаков характеризуется в основном главным квантовым числом форма — орбитальным, а ориентация в пространстве — магнитным Некоторые электронные облака изображающие орбитали атома водорода приведены на рис 1 3 Таким образом, квантовая механика уточняет представления квантовой модели атома водорода предложенной Н Бором, в которой постулировалось что электрон вращается вокруг ядра по круговым орбитам определенных размеров По квантовой теории электрон не должен находиться на орбите определенного радиуса а может быть удален от ядра на различные расстояния хотя и с неодинаковой вероятностью Возникло представление об электронном облаке В состоянии 15 совокупность наиболее веро ятных местонахождений электрона представляет собой поверх ность сферы с радиусом г , который совпадает с радиусом первой орбиты в модели Бора До Электронное облако имеет наибольшую [c.20]

Первым основополагающим достижением в области изучения внутреннего строения вещества было создание модели атома английским физиком Резерфордом (1911 г.). По Резерфорду атом состоит из ядра, окруженного электронной оболочкой. Выдающийся датский физик теоретик Вор использовал представления Резерфорда и созданную немецким физиком Плаиком (1900 г.) квантовую теорию для разработки в 1913 г. теории водородоподобного атома и первой квантовой модели атома модель атома Бора, см. 4.5). Приняв, что электроны — это частицы, он описал атом как ядро, вокруг которого на разных расстояниях движутся по круговым орбитам электроны. Б 1916 г. модель атома Бора была усовершёиствована немецким физиком Зоммерфель-дом, который объединил квантовую теорию Планка и теорию относительности Эйнштейна (1905 г.), создав квантовую теорию атомных орбит, которые по Зоммерфельду, могут быть не только круговыми, но и эллиптическими. [c.77]

Полвека назад была разработана ядерная модель атома, и Нильс Бор впервые применил квантовую теорию при расчетах строения атома. По существу тогда же У. Л. и У. Г. Бреггами и Максом Лауэ был разработан весьма эффективный метод изучения строения вещества — метод определения строения кристаллов по дифракции рентгеновских лучей. На протяжении последующих десятилетий были разработаны и применены также и другие эффективные экспериментальные методы определения строения молекул и кристаллов все это, а также развитие теории квантовой механики, обусловило огромные успехи теоретических направлений. [c.7]

Л. С. Полак. Возыикновеиие квантовой теории aтo. a (модель атома Резерфорда— Бора).— Труды Ин-та истории естеств. и техн.. АН СССР, т. 19, 1957, стр. 431-449 [c.189]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология