Электроны траектории в атоме

Н, Бор предложил свою теорию строения атома. При этом Бор не отбрасывал полностью старые представления о строении атома как и Резерфорд, он считал, что атом сходен с солнечной системой, т. е. электроны двигаются вокруг ядра, подобно планетам, движущимся вокруг Солнца. Тем самым электронам приписывались классические траектории движения, однако в основу новой теории были положены два необычных предложения [c.35]

Действительно, классическая теория электромагнитного излучения утверждает, что частица, имеющая электрический заряд и движущаяся с ускорением под действием силы притяжения, испускает энергию. Часть энергии электрона будет превращаться в световую энергию. Эта потеря энергии приведет к тому, что траектория электрона будет проходить все ближе и ближе от ядра ясно, что такой атом существовать не сможет. Кроме того, непрерывное изменение [c.20]

Таким образом, длина волны электрона, занимающего первый энергетический уровень атома Н, составляет 0,333 нм. Если вспомнить радиус первой стационарной орбиты атома (0,053 нм), то нетрудно убедиться, что длина описываемой им окружности (2кг) равна длине волны электрона. Отсюда следует вывод на стационарных (устойчивых) орбитах, допускаемых квантовой механикой, длина волны электрона укладывается целое число раз. Иначе говоря, размер квантовомеханической орбиты электрона кратен длине его волны. Замкнутая стоячая волна электрона охватывает атом, образуя электронное облако, в котором невозможно представить движение электрона по определенной траектории, как, например, движение планеты вокруг звезды. Поэтому в положении электрона, в определении его местонахождения всегда имеется неопределенность. [c.29]

Расшифровка поверхностей Ферми металлов показала, что электронный энергетический спектр их весьма сложен кроме основных групп электронов ( 1 электрона на атом) у большинства металлов есть малые группы ( 10 Ю электронов на атом) энергетические барьеры, отделяющие одни участки поверхности от других, также малы. В связи с этим при использовании того или другого метода исследования электронного энергетического спектра надо помнить, что сравнительно легко внешним воздействием изменить структуру спектра. Хорошим примером является магнитный пробой, из-за которого могут возникнуть открытые направления при замкнутой поверхности Ферми и замкнуться траектории при открытой поверхности. [c.369]

ИЛИ отдача электронов приводит к появлению отрицательного или положительного заряда на атоме. Резерфорд провел бомбардировку золотой фольги а-частицами, чтобы выяснить, будут ли частицы, проходя через фольгу, менять траекторию движения. Если бы атомы золота имели шарообразную форму и заметные размеры, то а-частицы должны были бы отскакивать от них и изменять свое направление (по аналогии со столкновением бильярдных шаров). Толщина золотой фольги была такова, что а-частицы должны были пройти через слой в 1000 атомов. Однако выяснилось, что из сотен тысяч а-частиц только отдельные изменяют траекторию. Поэтому Резерфорд сделал вывод, что атом имеет ядро, диаметр которого должен быть в 100 ООО ООО раз меньше диаметра всего атома. Если попытаться представить себе это соотношение и предположить, что по величине атом равен небольшому мячу, то почти вся масса атома должна быть сосредоточена в его ядре размером в песчинку диаметром 1/20 мм. В этом масштабе а-частица тоже имела бы размеры такой песчинки, и поэтому вероятность ее столкновения с атомным ядром очень незначительна. [c.103]

Приведенные выше соображения были бы совершенно справедливы, если бы они были применены к планетам и к Солнцу, между которыми действуют гравитационные, а не электростатические силы однако они в принципе не могут быть применены к электронам и ядрам. Электроны являются заряженными частицами. Согласно законам электродинамики, заряды, движущиеся по круговым траекториям, должны излучать энергию. Поэтому электрон в модели Резерфорда должен был бы постоянно терять энергию и вследствие этого постепенно замедляться, приближаясь по спирали к ядру. (В атоме водорода продолжительность такого процесса по порядку величины должна быть равна 10 с.) Однако это противоречит тому факту, что атом совершенно устойчив. [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]

В квантово-механическом представлении траектория движения электрона совершенно неопределенна. Волновая функция уходит в бесконечность, где и обращается в нуль. Это значит, что теоретически атом не имеет границ. Однако электрон должен в каждый момент времени находиться в поле ядра, поэтому общая вероят- [c.58]

I. Электроны могут вращаться вокруг ядра атома только по некоторым стационарным орбитам (траекториям), радиус которых прямо пропорционален квадратам чисел натурального ряда Р, 2 , 3 , 4 При этом атом не излучает энергию. [c.14]

Правда (и именно поэтому дело обстоит несколько сложнее), и атом, и молекулу можно пометить. Например, возбудить электронную оболочку того сложного образования, которое в зависимости от состава именуется атомом или молекулой. Тем самым можно выделить какую-нибудь из этих частиц. Но не нужно думать, что метка (возбуждение) прикреплена к атому или к молекуле, как царапина на пуле, позволяющая ее идентифицировать. Если волею судьбы неподалеку от возбужденного атома окажется невозбужденный, а потом их траектории разойдутся, то мы принципиально не сможем сказать, остался ли возбужденным тот же атом или возбуждение перебралось на другой. [c.208]

Чтобы понять строение атомов, мы рассмотрим простейший атом — атом водорода. Нам бы хотелось описать динамику движения электрона, который движется вблизи протона. Под динамикой движения подразумевается энергия электрона, импульс, траектория и изменение этих величин во времени. Можно надеяться, что такое описание поможет нам понять, почему два атома водорода соединяются и образуют молекулу Нд, но из трех атомов водорода молекула Нд не образуется. Классическая физика — в эпоху до Е = тс — не могла дать ответа на эти вопросы. В отсутствие математической модели, способной выдержать груз сведений о химических превращениях, химикам приходилось полагаться на собственные силы. Энергетические соотношения опирались только на мощные плечи термодинамики представление о химической связи было эмпирическим и интуитивным, очень нуждавшимся в рациональном обосновании. И в этом случае найти разгадку помог конкретный экспериментальный результат — спектр атома водорода. [c.20]

Волновое уравнение Шредингера для атома водорода описывает электрон как волну в трех измерениях. Совершенно естественно поэтому, что для]полной характеристики каждого такого состояния энергии атома водорода необходим набор из трех целых чисел. Эти величины называются квантовыми числами. Каждый набор квантовых чисел соответствует одной из возможных энергий атома, а также картине распределения вероятности, по которой можно судить о положении электрона. На рис. 1.11 и 1.12 изображен атом в низшем энергетическом состоянии. Более высоколежащие уровни энергии соответствуют более сложному пространственному распределению. Пространственные распределения в случае атома соответствуют орбитальным траекториям, которые описывают классическое движение планет в солнечной системе. Если бы можно было сжимать солнечную систему до любого размера, то, когда Солнце достигло бы массы протона, орбитальная траектория превратилась бы в квантовомеханическое распределение вероятности и выражалась бы через Поэтому такую картину распределения вероятности ученые также называют орбиталью. Однако следует помнить, что под орбиталью теперь подразумевается картина, аналогичная рис. 1.11, а представления о траектории термин орбиталь уже не содержит. [c.36]

Применение магнитного поля также подтверждает наличие у электронов отрицательного заряда. При движении электронов в магнитном поле траектория их искривляется — электрон начинает вращаться вокруг центра по часовой стрелке (правило буравчика). Появление в разрядных трубках электронов говорит о том, что под влиянием электрических разрядов от атомов того газа, которым была наполнена трубка, происходил отрыв этих отрицательно заряженных частиц. Это доказывает, что атом не является монолитной частицей, а электроны должны рассматриваться как одна из составных частиц атома. В природе существует только один вид электронов. Во всех опытах заряды и массы электронов имеют постоянное значение. Единство электронов было подтверждено и другими исследователями, которые открыли так называемый фотоэлектрический эффект, а также термоэлектрический эффект. [c.93]

Предсказание профиля резиста требует моделирования экспозиции и проявления. Для количественного описания распределения энергии в полимерном слое, помещенном на подложку, наиболее часто используется метод Монте-Карло. Он состоит в моделировании траектории электронов в системе резист — подложка на ЭВМ. Взаимодействие электрона со средой представляет собой ряд последовательных отражений, при которых происходит изменение направления движения электрона и потеря им энергии. В большинстве подходов используют модель с одним отражением, направление которого случайно. При этом предполагается, что направление движения электрона изменяется в результате его упругого отражения от атомного ядра, причем угол столкновения может быть вычислен из приближенных решений уравнения Шре-дингера, предложенных Борном [7]. Угловое распределение рассеянных электронов зависит от потенциала. Чаще всего используют потенциал Томаса — Ферми, рассчитываемый в предположении, что на движущийся электрон действует ато.мный заряд близ. шжащего ядра, величина которого корректируется с учетом электронной оболочки атома. Предполагается также, что между двумя упругими столкновениями электрон движется по прямой с длиной, равной среднему свободному пути, и теряет энергию. Потерю энергии электроном обычно рассчитывают в соответствии с приближением постепенного понижения (метод SDA) по уравнению Бете [c.216]

Если органическое соединение, в молекуле которого имеется несколько одинаковых атомов, анализируется на приборе Я. М.Р., то наблюдается расщепление линии Я. М. Р. на несколько линий. Это расщепление получило название химического сдвига . Этот эффект объясняется тем, что в прибор Я. М. Р. помещается не отдельный атом, а молекула. Под действием постоянного магнитного ноля траектория движения электрона вокруг ядра искривляется. Это искривление траектории движения электронов приводит к возникновению добавочного магнитного пояя, направленного против основного магнитного поля. Таким образом, к ядру фактически прилагается постоянное магнитное поле [c.117]

Решения уравнения показывают вероятности нахождения электрона в той или иной точке пространства вокруг ядра атома и никак не связывают эту вероятность с траекторией движения электрона. Решение уравнения для многоэлектронных систем сложно в настоящее время его можно точно решить только для ато.ма водорода (и водородоподобных, т. е. одноэлек-тронных частиц, например Не+, и т. д.). [c.47]

Как ведут себя электроны в атоме И. Бор считал, что электрон движется по определенной замкнутой и дозволенной ему природой орбите. Однако исследования более позднего времени показали, что состояние электрона в атоме нельзя рассматривать как его движение по четкой орбите вокруг ядра. Действительно, можно ли говорить об орбите как о замкнутой кривой линии при огромной скорости движения электрона Несомненно, нет. Понятие орбита электрона теряет физический смысл. Движение электрона в атоме подчиняется законам, характерным для микромира. Свойства такой микросистемы, как атом, нельзя выводить из законов, описывающих движение макротел (тела с большой массой). Движение эйёктрона в атоме нельзя уподобить движению, например, футбольного мяча. Мяч от ноги футболиста летит по определенной траектории с ничтожной скоростью по сравнении со скоростью электрона. Можно [c.46]

По характеру и длине траекторий частица, направленная к плюс полюсу, оказалась электроном, частица, направленная к минус полюсу, отличалась от электрона только знаком заряда. Она и получила название позитрона. Следовательно, позитрон — это элементарная Рис. 14. Вид траекто-частица положительного электричества, атом положи- рий позитрона и элек-тельного электричества , подобно электрону, являюще- трона в камере Виль-муся атомом отрицательного электричества . Позитрон сона, помещенной в был обнаружен вскоре при 3-распаде некоторых ядер, магнитное поле, что видно на примере радиоактивного распада образующегося в результате бомбардировок алюминия а -частицами. [c.51]

Во многих учебниках химии мы находим понятия, которые происходят от корпускулярных представлений о строении атома (атомная модель Бора) и которые затрудняют понимание законов квантовой химии. Например, понятия круговая или эллипсоидная траектория электрона мы хотели бы вообще не применять. Однако понятия электронная оболочка или тболочка , как мы видим, остаются полезными и при квантовомеханической трактовке атома. Эта глава служит непосредственным продолжением гл. 3. Сначала мы проанализируем состояния одного электрона в сферически симметричном поле, т. е. атом водорода и его возбужденные состояния. Прежде всего сделаем краткий обзор результатов экспериментальных исследований, особенно в области атомной спектроскопии. [c.46]

Для оценки сечения резонансной перезарядки, которая охватывает практически весь диапазон известных экспериментальных значений, можно предложить полуэмпирическую формулу у бтрп (1,5-Ь 3,5)ао (с/г ), где ао = = 0,53 10 см — радиус первой боровской орбиты, с — скорость света, V — относительная скорость сталкивающихся частиц (рис. 8.2.28, 8.2.29). Таблицы сечений резонансной перезарядки приведены в [16, 44]. Поскольку сечения резонансной перезарядки существенно превышают сечения газокинетических столкновений, то считается, что процесс обмена электроном происходит на больших расстояниях и потому не вносит искажений в траектории сталкивающихся частиц. И атом целевого изотопа (передавший свой заряд), и вновь образованный ион — оба приходят на коллектор. Резонансная перезарядка сильно ограничивает полную плотность атомов в рабочем объёме п и его поперечный размер 6, так как вероятность испытать резонансную перезарядку пропорциональна произведению турп 6. [c.415]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология