Бора модель атома

Следуя теории Бора для атома водорода, Зоммерфельд предложил такое правило квантования, что при его применении к атому водорода модель Бора не противоречит волновой природе электрона, постулированной де Бройлем. Вывести выражение для уровней энергии атома водорода, используя правило Зоммерфельда, согласно которому разрешенные электронные орбитали представляют собой окружности с длиной, кратной длине волны электрона. [c.405]

Так как квантовые числа I, т и не вносят ничего в энергию электронного состояния, то все возможные состояния в данном) радиальном уровне энергетически равны. Это значит, что в спектре будут наблюдаться только единичные линии, такие, как предсказывал Бор. Однако хорошо известно, что в спектре водорода существует тонкая структура, изучение которой было толчком к развитию теории Бора — Зоммерфельда для атома водорода. Очевидно, что простая форма волнового уравнения не вполне адекватно описывает атом водорода, и, таким образом, мы находимся в-положении, лишь немного лучшем того, когда опирались на модель атома Бора. [c.70]

При развитии модели строения атома водорода Бору необходимо было преодолеть прежде всего внутренние противоречия, которые имели место в планетарной модели атома. По представлениям классической электродинамики вращающийся электрон должен непрерывно излучать энергию в виде электромагнитных волн. Отсюда следует, что электрон должен упасть на ядро, а также при непрерывном излучении спектр водорода должен быть сплошным, т. е. содержать линии, отвечающие всевозможным длинам волн. Однако, как известно, атом водорода устойчив и спектр его имеет дискретную структуру (рис. 3.5). Отсюда можно было заключить, что механические и электрические свойства макроскопических тел не могут служить моделью для такой микросистемы, как атом водорода (а также вообще микросистем). Бор вынужден был искать новую модель, которая не противоречила бы известным фактам. [c.53]

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]

Рассчитаем величину электронной поляризуемости, индуцируемой в атоме водорода при действии электрического поля. Используем модель Бора. Тогда атом водорода имеет такие параметры ке = Яр = 156 10 Кл, т.р = 1,67- 10 кг, Ше = 9,11 10 кг, Гат = 0,53 А = 0,53 10 ° м, внутриатомное поле Ег = 5-10 Б/м. [c.149]

Тот факт, что атом в волновой механике имеет определенную геометрическую форму, весьма важен. На этом основывается квантовомеханический подход к стереохимии. В противоположность атому Бора, который мало помогает в понимании геометрических моделей молекул, квантовомеханический подход приводит, как мы увидим, к некоторым вполне удовлетворительным результатам [c.78]

Таким образом, учение о строении атома, заложенное в трудах Н. Бора (1913—1921 гг.), было подготовлено, с одной стороны, созданием планетарной модели ато- [c.53]

Таким образом, складывалась весьма запутанная и противоречивая ситуация эксперимент говорил в пользу планетарной (ядерной) модели атома, тогда как согласно известным физическим законам такой атом существовать не мог. Выход был найден Н. Бором, теория которого опиралась на модель атома, предложенную Резерфордом, эмпирически установленные закономерности в атомных спектрах и гипотезу М. Планка. На последней надо остановиться особо. [c.7]

Основным аргументом в пользу теории Бора был математический расчет уровней энергии атома водорода и объяснение п р и-роды спектра. Модель атома, предложенная Бором, отражала структуру только простейшего атома — водорода и не подходила ни к какому другому атому. Теперь она представляет только исторический интерес. [c.55]

Атом водорода. Первая количественная теория атома была разработана Бором для наиболее простого из атомов — атома водорода. В 1913 г. он опубликовал результаты теоретического расчета модели атома водорода, ирекрално подтверл<дающиеся экспериментальными данными о спектре водорода. Теория эта основывалась на некоторых допущениях (постулатах), следствия из которых оказались в хорошем согласии с данными опыта. Позднее в несколько другой интерирегацин эти постулаты получили [c.27]

Таким образом, спектрограмма излучения данного элемента представляет собой набор большого числа линий, каждая из которых соответствует глубине расположения электронов в атоме. Спектрограмма показывает, что электроны в атоме находятся на различных глубинах , т. е. на различных расстояниях от ядра. Существенно, что атомы каждого элемента имеют свои строго индивидуальные спектры, отличающиеся от спектров остальных элементов. На этом основан спектральный анализ. Расшифровка атомных спектров и привела к дальнейшему развитию планетарной модели атома, созданной великим датским физиком Н. Бором. Изучение спектров излучения и поглощения элементов показало, что электроны во всех атомах располагаются упорядоченно, т. е. определенными группами в нескольких слоях вокруг ядра. Чем дальше находится электрон от ядра, тем слабее он притягивается к атому. Поэтому такие внешние, или периферийные, электроны относительно легко удаляются от атома. Они могут переходить от атомов, которые их удерживают слабо, к атомам, сильнее притягивающим электроны. Подобные переходы и вообще изменения в состоянии внешних электронов и составляют сущность всех химических реакций. [c.147]

Атомная модель Бора с центральным тяжелым ядром, использующая квантовую гипотезу Планка, позволяет объяснить известные спектральные серии водорода. Атом Бора суммарно может быть характеризован следующим образом [c.24]

После получения степени доктора наук в 1911 г. Бор отправился в Кембридж поработать с Дж. Дж. Томсоном. Резкое расхождение с Томсоном по поводу томсоновской классической модели атома заставило Бора покинуть Кембридж и отправиться к Резерфорду в Манчестер. Последний к этому времени показал, что атом состоит из очень маленького, довольно массивного, положительно заряженного ядра, окруженного очень легкими, отрицательно заряженными электронами. [c.14]

Многие химические и физические процессы могут быть объяснены с помощью простых моделей строения атома, предложенных Резерфордом, Бором и другими учеными. Каждая из таких моделей, чем-то отличаясь, тем не менее предполагает, что каждый атом состоит из трех видов субатомных частиц протонов, нейтронов и электронов. Это далеко не полная картина, но для наших целей этого пока достаточно. Протоны и нейтроны образуют ядро атомов. Ядро намного тяжелее электронов. В ядре сосредоточена почти вся масса атома, но ядро занимает лишь ничтожную часть объема. Электроны движутся (часто говорят вращаются ) вблизи ядра по определенным законам. Ядро может быть описано всего лишь двумя числами — порядковым номером атома в периодической системе элементов (его называют атомным номером и обозначают символом ) и массовым числом символ А). [c.15]

Атом элемента представляет собой одну из важнейших микрочастиц. Первые исследователи ее строения (Н.Бор, А. Зоммерфельд, 1912, 1913) положили в основу внутриатомной энергетики представления теории квант. Электромагнитное поле атомного ядра квантовано, т. е. имеет дискретное строение в самой природе структуры атома заложены определенные энергетические уровни. В соответствии с ними электрон, рассматриваемый как частица, согласно теории Бора, движется вокруг ядра по круговым или эллиптическим орбитам, напоминая движение планет вокруг Солнца. Так возникла планетарная модель атома. Форма траекторий-орбит и их расстояние от ядра рассматривались как фактор, определяющий энергетическое состояние электрона. Энергетические уровни обозначались как главные кванто- [c.31]

Никакой классической моделью атома нельзя объяснить наблюдаемые спектры. Поэтому в 1913 г. Бор ввел два совершенно чуждых духу классической физики постулата для характеристики движения электрона в атоме. Согласно постулатам Бора, электроны в атомах двигаются по эллиптическим орбитам, подобно планетам вокруг Солнца, однако эти орбиты не могут быть произвольными, а определяются постулированными правилами квантования. Форма и положение орбиты характеризуются тремя целыми числами [квантовыми числами). От них же зависит и энергия электрона в атоме, которая поэтому может принимать лишь дискретный ряд значений Е , Е , Когда энергия электрона равна Ей говорят, что он находится на энергетическом уровне Ei, и хотя, согласно Бору, он при этом движется, его энергия не меняется, а следовательно, атом не испускает и не поглощает света. Если электрон переходит с одного энергетического уровня Ет яа другой уровень Ей, атом теряет или приобретает энергию Ещ — Ek, при этом испускается или поглощается свет частоты которую можно вычислить по формуле, аналогичной формуле Планка [c.9]

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 изложенное верно только для одноэлектронной системы. Такое ограничение не имеет смысла, и поэтому была очевидна необходимость найти что-то лучшее. [c.35]

В теории атома Бора постулировалось, что электрон вращается вокруг ядра по определенным круговым орбитам. Эти орбиты были выбраны потому, что они — простейшие, дававшие соответствие между теоретической моделью и экспериментом. Такие круговые орбиты проводили к симметричному атому и не вносили никакого вклада в понимание геометрических форм молекул. Одним из наиболее выдающихся достижений квантовомеханического подхода к атомной структуре как раз и было определение общего вида распределения электронной плотности и его связи с молекулярной структурой. [c.66]

Датский физик Бор внес в планетарную модель атома Резерфорда квантовые представления и объяснил происхождение линейчатых спектров атомов. Его теория строения атома водорода основывается на двух посту- атах. [c.46]

К концу XIX века химики уже знали, что молекулы -могут быть плоскими или обладать трехмерной структурой. Все согласились обозначать химические связи черточками, т. е. уже умели графически изображать молекулу. Однако за этим благополучием таилась пустота никто не знал, что же материальное кроется за этой самой черточкой. А эту проблему рещить без помощи физиков было совершенно невозможно что скажешь о связи между атомами, если неизвестно, как устроен сам атом. Пришлось дождаться революции в физике, появления квантовой теории света, а за ней и планетарной модели атома. Создавая ее, Нильс Бор задался целью объяснить как раз то, что интересовало химиков — поглощение и излучение света. Правда, не молекулой, а атомом, который и поглощает, и излучает свет строго определенными порциями — квантами. Допустив, что ядро атома играет роль солнца, а вращающиеся вокруг него электроны — планет, Бор заключил, что орбиты планет могут быть только строго определенными, дозволенными . Именно при этом условии возбуждение электрона, его переход с одной орбиты на другую, более далекую от притягивающего его ядра, потребует точно отмеренной порции энергии. И точно такой же квант выделится, [c.161]

Атомная модель Бора. В 1913 г. 27-летний датский физик Нильс Бор теоретически обосновал и экспериментально подтвердил, что атом можно изобразить в виде миниатюрной солнечной системы. За два года до этого английский физик Резерфорд обнаружил, что в центре атома находится тяжелая, плотная сердцевина, которую он назвал ядром. Он показал, что весь положительный заряд и практически вся масса атома сконцентрированы в его ядре. Теперь уже известно, что ядро обладает такими свойствами потому, что в нем плотно упакованы все нейтроны и протоны атома. (Правда, до сих пор остается неясным, каким образом несколько протонов — одинаково заряженных частиц — могут быть тесно фиксированы вместе. Однако известно, что в ядре присутствует и много других субатомных частиц, некоторые из них, по-видимому, участвуют в связывании отдельных компонентов ядра между собой.) [c.28]

Некоторые модификации модели Бора. Как уже говорилось, наука развивается в результате человеческой наблюдательности и измерений. Между тем электронные орбиты увидеть невозможно, даже если использовать самые мощные увеличительные системы. Каковы же те типы измерений, которые дают ученому возможность описывать строение атома. Известно, что можно заставить электроны покинуть атом, если сообщить им достаточное количество энергии, причем необходимая для этого энергия может быть измерена. [c.29]

Б которых расстояние между атомами водорода, принадлежащими различным атомам бора, было менее 2 А, и все модели, у которых при соприкосновении двух одинаковых молекул атом бора оказывается направленным к атому водорода одной из соприкасающихся молекул все межмолекулярные контакты должны осуществляться за счет соприкосновения атомов водорода. Предполагалось, что соединения, которые не удовлетворяют указанным выше [c.112]

В значительной степени противоречия ядерной модели Резерфорда были устранены датским физиком Н. Бором, который в 1913 г. разработал теорию атома водорода. При этом он допустил что раз атом устойчив, значит есть в атомном пространстве орбиты, двигаясь по которым, электрон не теряет энергии, поэтому и не падает на ядро. Теория строения атома водорода была основана на законе классической механики о сохранении энергии и на квантовой теории излучения. [c.34]

Один из способов описания электронного строения молекулы В2Не, основанный на представлении о локализованных молекулярных орбитах, показан на рис. 13-9. Каждый атом бора использует две 5р -гибридные орбитали для образования связей с двумя концевыми атомами водорода. Каждая из остающихся хр -орбиталей используется для образования трехцентровой связывающей орбитали с Ь-орбиталью атома водорода и. хр -ор-биталью другого атома бора. Согласно такой модели, мостиковые атомы водорода должны быть расположены выше и ниже плоскости, в которой лежат оба фрагмента ВН,, что подтверждается экспериментально. [c.558]

Дальнейшее совершенствование модели атома водорода Бора. В модели Бора электроны движутся только по круговым орбитам. Но так как атом Бора по существу представляет планетарную систему, в которой движение, согласно законам Кеплера, происходит по эллипсам, то естественно, что усовершенствование модели Бора должно было состоять в переходе к движению электрона по эллипсам, тем более, что модель Бора не могла объяснить все детали спектра водорода. Это было сдаЛэно Зоммерфельдом (1915 г.). [c.19]

Орбитальная модель атома и метод валентных связей позволяют объяснить образование этих комплексов следующим образом. Атом бора В (2 2р ) в атом фосфора Р(35 3р ) переходят в возбужденные состояния В (25 2р ) и Р (З Зр 3(/ ) и формируют о-связи по равноценному механизму с тремя и пятью атомами фтора Р(2 2р ). Полученные молекулы простых соединение ВР и РР, присоединяют по одному фторид-иону р- 2в 2р ). Возникают комплексные ноны [ВР41 и [РР ]- [c.151]

Однако вопрос о том, какие силы обеспечивают создание строгоупорядоченных органических молекул, иными словами, какова природа валентности, все еще оставался нерешенным. Подходы к решению этого вопроса открылись в связи с научной революцией, происшедшей на рубеже века в физике. В результате открытия радиоактивности, электрона, рентгеновских лучей атом предстал перед исследователями уже не прежним неизменяемым и неделимым шариком , а сложной динамической системой, в которой большую роль играют электрические силы. В 19П г. Э. Резерфорд выдвинул модель атома в виде тяжелого положительно заряженного ядра и движущихся вокруг него легких электронов. Через два года Н. Бор дал математическую обработку этой модели. [c.38]

Атом углерода имеет шесть электронов, которые, согласно модели Бора, располагаются вокруг ядра на орбитах возрастаю-щегб диаметра. Эти орбиты представляют собой не что иное, как уровни с возрастающей энергией. Первый из них—15 характеризуется наименьшей энергией н содержит два электрона следурощий — 25 также содержит два электрона остальные два электрона атома углерода располагаются на 2р-уровне, который может содержать всего шесть электронов. [c.17]

Одной из новых идей, положенных в основу атомной модели Резерфорда п Бора, является представление о дискретности уровней энергии. Атом, находящийся в устойчивом состоянии, не приобретает и не теряет энергии. Потеря или ириобретепие энергии происходит только в результате перехода из одного стационарного состояния в другое. Косвенным доказательством этого может служить соответствие между данными опыта и теори- [c.111]

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]

Примерно в 20% всех случаев термолизованный, т, е. замедленный до тепловых скоростей, позитрон присоединяет к себе электрон, образуя так называемый позитроний — Ps-систему, аналогичную атому водорода, в которой, однако, ядро заменено позитроном. Если рассматривать- эту систему на основе планетарной модели водородоподобного атома (модель Н. Бора), то ясно, что в отличие от атома водорода, где электрон практически вращается вокруг гораздо более тяжелого протона, данная система будет вращаться вокруг общего центра тяжести, находящегося посередине. [c.105]

Элемент Лд 5 — бор—грехвалентен. Модель его атома строится аналогично модели бериллия с той лишь разницей, что во втором от ядра слое содержится 3 электрона. Элемент № 6 — углерод— четырехвалектен, т. е. 2 его электрона располагаются в первом слое и 4 во втором. Общая тенденция развития атомных структур уже видна при сохранении гелийной двойки в первом слое постепенно заполняется электронами второй. Это заполнение второго слоя будет, очевидно, продолжаться до тех пор, пока не достиг-нется число электронов, соответствующее его максимальной устойчивости. Но тогда должен получиться атом инертного газа. Рассматривая следующие за углеродом элементы, находим, что азот (2 и 5), кислород (2 и 6) и фтор (2 и 7) химически активны. Лишь элемент № 10 — неон — со структурой 2 и 8 оказывается инертным газом. Отсюда можно сделать вывод, что второй электронный слой становится устойчивым при 8 электронах. [c.64]

Из возможных групп атомов простейшей является так называемая водородная молекула-ионНо , состоящая из двух водородных ядер и одного орбитального электрона, который осупхествляет связь между ними. По Бору, атом водорода состоит из ядра, вокруг которого с постоянной скоростью вращается электрон по круговой орбите радиуса 0,529 А. В волновомеханической модели поведение электрона характеризуется функцией ф, а круговая орбита заменена функцией вероятности ф- (4иг-с1г), дающей вероятность нахождения электрона на расстоянии между г н г-г-йг от ядра. Изменение ф и ф2 (4тиг2 г) с расстоянием г показано на рис. 5(а). Функция вероятности возрастает до максимальной величины на расстоянии около 0,5 А от ядра, которое являлось радиусом круговой орбиты в первоначальной атомной [c.71]

Планетарная теория строения атомов. Резерфордовская нуклеарная модель атома для химиков не могла представить особого интереса. Она была еще слишком обща, слишком обезличена. Из того, что по сравнению с атомом аргона атом калия содержит лишнюю единицу положительного заряда в ядре и лишний электрон в электронной оболочке, никак не вытекал столь резкий скачок в свойствах между этими двумя элементами. Но исследование атома на нуклеарной модели атома не остановилось. Нуклеарная теория атома развилась в планетарную теорию. Что атом, есть нечто очень сложное, легко было заключить уже из крайней сложности спектров элементов искровой спектр железа заключает, например, в себе тысячи линий. Опираясь на теорию испускания световой энергии малыми, но конечными порциями — квантами, а также используя метод аналогии с коперниковой теорией солнечной системы, Нильс Бор создал планетарную теорию строения атомов. [c.78]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология