Бора орбиты теория атома водорода

В 1913 г. Нильс Бор интерпретировал ряд линий, удовлетворяющих указанному уравнению — серии Бальмера, — как эмиссионный спектр атома водорода. Следуя Резерфорду, Бор считал, что атом водорода состоит из ядра, несущего один положительный заряд, и одного планетарного электрона, двигающегося только на какой-либо одной из дискретных квантованных орбит. С каждой орбитой ассоциировано определенное значение энергии. С тех пор теория Бора стала яснее благодаря введению более новых идей статистической механики и не была дискредитирована. Теория современной спектроскопии привела к таким успехам, что не приходится сомневаться в том, что в разрядных трубках, содержащих газообразный водород, имеются свободные нейтральные атомы водорода. [c.92]

Успех теории Бора ограничился возможностью ее применения только к атому водорода. При попытках применения теории Бора к атому гелия она уже оказалась малоэффективной. Расчеты более сложных атомов на основе применения упрощенных представлений Бора выполнить оказалось вообще невозможно. Несмотря на внесенные Арнольдом Зоммерфельдом (1863— 1951) в теорию Бора усовершенствования, в связи с которыми была учтена возможность движения электронов в атоме не только по круговым, но и по эллиптическим орбитам, эта теория должна была уступить место новым воззрениям. [c.26]

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]

Бор (1913) применил идеи теории квантов к атому водорода. Он считал, что электрон атома может двигаться вокруг ядра только по определенным орбитам, причем электрон на каждой [c.10]

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]

В соответствии с новой теорией и в противоположность упрощенной теории Бора атом водорода в основном состоянии можно описать так электрон не движется по строго круговой орбите радиусом 0,53 А, и его скорость не строго постоянна. Наоборот, электрон совершает вокруг ядра беспорядочные движения за какой-то более длительный промежуток времени он может находиться в любой точке сферической области с ядром в центре, внешняя поверхность которого не точно ограничена (в том же смысле, в каком нельзя точно определить границы земной атмосферы). Функция а 5 не уточняет границы орбитали, а лишь указывает вероятность нахождения электрона в различных точках этой области. Следует говорить не о пути движения электрона, а об электронном облаке и в связи с этим о большей или меньшей электронной плотности в данной точке. Однако теория уточняет, что максимальная плотность электронных облаков сосредоточена на сферической поверхности радиусом 0,53 А и что она быстро падает с увеличением радиуса, так что мы мало ошибемся, предположив, что атом водорода (в основном состоянии) имеет сферическую форму диаметром приблизительно 1А (рис. 21). Орбитали со сферической симметрией, подобные описанному выше типу, называются з-орби-талями. [c.79]

Для линий в спектре атома водорода волновая механика дает те же длины в 1ЛН, что и теория Бора — Зоммерфельда. И все же представления о строении атома водорода, к которым приходят па основе волновой механики, очень существенно отличаются от представлений теории Бора — Зоммерфельда. По Бору, в основном состоянии атома электрон движется вокруг ядра по круговой орбите. Поэтому атом должен иметь круговую симметрию. Согласно волновой механике, атом водорода обладает шаровой симметрией, причем не только в основном состоянии, но и в таких возбужденных состояниях, в которых, по Зоммерфельду, электрон движется по эллипсам с большим эксцентриситетом, а именно по орбитам с побочным квантовым числом й = 1. Эксперимент подтвердил правильность представления о строении атома [c.103]

С точки зрения теории Бора, орбита электрона испытывает под влиянием внешнего поля возмущение. Теория в первую очередь распространяется на водород и водородоподобные ионы. Атом, состоящий из ядра и одного электрона, вращающегося вокруг него по эллиптической орбите, в среднем по времени аналогичен диполю. Если внешнее поле напряженности Е направлено по оси Ог, то потенциальная энергия электрона в этом поле в каждый данный момент равна [c.375]

Атом лития на 25-подуровне имеет один неспаренный электрон и, следовательно, соединение должно иметь состав LiH. У атома бериллия этот подуровень заполнен и нет ни одного неспаренного электрона, следовательно, бериллий не должен образовывать ни одной химической связи. У бора и следующих за ним элементов (С, N, О, F) происходит последовательное заполнение 2р-подуровня, и атомы этих элементов будут иметь определенное число неспаренных электронов. Если при образовании связей учитывать только наличие неспаренных электронов, то для этих элементов должны образоваться следующие водородные соединения ВН, СН , NH3, Н7О, HF. Отсюда видно, что, применяя только обменный механизм образования химической связи, можно вступить в противоречие с экспериментальными данными бериллий образует соединение с водородом состава ВеНг, водородные соединения бора также имеют другой состав, а простейшее соединение углерода с водородом имеет состав СН4.Устранить это противоречие можно, предположив, что атомы элементов второго периода в образовании молекул участвуют в возбужденном состоянии, т.е. происходит распаривание 5-электронов и переход их на р-подуровень. Но тут возникает другое несоответствие с опытными данными. Поскольку энергии 5- и р-электронов различны, то и энергии образуемых ими химических связей должны отличаться, а, следовательно, подобные связи Э-Н должны иметь разную длину (в зависимости от того, орбитали какого типа принимают участие в их образовании). Согласовать теорию и эксперимент можно, введя предположение об усреднении энергий 5- и р-подуровней и образовании новых уровней, на которых энергии электронов, находящихся уже на орбиталях другого типа, одинаковы. А раз это так, то по правилу Хунда, в атоме появляется максимальное число неспаренных электронов. Эта гипотеза получила название явления гибридизации, а орбитали, образующиеся в результате усреднения энергий подуровней, называются гибридными. Естественно, что при этом меняются и форма электронных облаков, и их расположение в пространстве. В зависимости от того, какие орбитали участвуют в образовании гибридных орбиталей, рассматривают различные типы гибридизации и пространственные конфигурации образовавшихся гибридных орбиталей (см. рис. 14.). Число получившихся гибридных орбиталей должно быть равно общему числу орбиталей, вступивших в гибридизацию. В зависимости от того, какие орбитали взаимодействуют между собой, рассматривают несколько типов гибридизации [c.48]

Квантовые числа не только определяют в силу уравнения (15) и (16) радиусы орбит, по которым, согласно-представлениям, лежащим в основе теории Бора, движутся электроны, но и, как видно из уравнения (И), определяют энергетические состояния, в которых может находиться атом. Энергии этих состояний, как следует из уравнения (И), обратно пропорциональны квадратам соответствующих главных квантовых чисел. Поэтому возникновение различных линий в спектре атома водорода вместо того, чтобы связывать их с переходами электронов с одной орбиты на другую, [c.112]

В 1910 г. датский ученый Н.Бор, используя модель Резерфорда и теорию Планка, предложил модель строения атома водорода, согласно которой электроны двигаются вокруг ядра не по любым, а лишь по разрешенным орбитам, на которых электрон обладает определенными энергиями. При переходе электрона с одной орбиты на другую атом поглощает или испускает энергию в виде квантов. Каждая орбита имеет номер и (1, 2, 3, 4,. ..), который назвали главным квантовым числом. Бор вычислил радиусы орбит. Радиус первой орбиты был 5,29-10 м, радиус других орбит был равен [c.19]

Энергия в теории Бора определялась тем же квантовым числом п, что и момент количества движения. Зная энергию атома в двух состояниях, отличающихся положением электрона, можно вычислить и частоту колебаний, отвечающую переходу электрона. Если этот переход происходит с далекой орбиты на ближайшую к ядру, квант энергии испускается, если с близкой на более удаленную, атом поглощает квант. Теория Бора позволила вычислить частоты линий спектра водорода, и практическая спектроскопия могла либо опровергнуть, либо подтвердить теорию Бора. В то время было уже хорошо известно, что линии спектра испускания водорода группируются в серии (у водорода спектр оказался, естественно, самым простым), причем длины волн каждой линии данной серии удается вычислить с большей точностью по уравнению, которое является обобщенным эмпирическим уравнением Бальмера [c.77]

ВзН см. разд. 13-2). В этой молекуле к центральному атому бора присоединены три атома водорода. Согласно теории локализованных молекулярных орбиталей, связь в этой молекуле осуществляется в результате гибридизации 2х-орбитали и двух 2р-орбиталей атома бора с образованием трех эквивалентных хр -гибридных орбиталей (рис. 13-3). Каждая гибридная орбиталь имеет на одну треть 5-характер и на две трети р-характер. Поскольку любые две р-орбитали лежат в одной плоскости, а х-орбиталь не имеет пространственной направленности, три хр -ги-бридные орбитали лежат в одной плоскости. Эти три хр -гибридные орбитали, перекрываясь с тремя водородными 1х-орбиталями, образуют три эквивалентные локализованные связывающие орбитали. Каждая из таких связывающих (хр -ь 1х)-орбиталей занята в молекуле ВН3 парой электронов, как это схематически показано на рис. 13-4. На основании представления о гибридньгх орбиталях можно предсказать, что молекула ВН3 должна иметь плоскую тригональную структуру. Угол между межъядерными осями Н—В—Н, называемый валентным углом Н—В—Н, должен составлять 120°. [c.553]

Согласно теории Бора, атом водорода состоит из одного ядра с зарядом +е и одного электрона с зарядом —е, вращающегося по одной из возможных круговых орбит, энергия которой возрастает с увеличением квантового числа п. Каждая орбита соответствует одному терму на рассмотренной выше диаграмме термов (см. рис. 16). При поглощении энергии электрон переходит с орбиты основного состояния (л = 1) на высшую орбиту с большей энергией (л > 1). Когда электрон возвращается на одну из разрешенных орбит, он испускает одну из спектральных линий. Частота испускаемой линии определяется разностью энергий двух орбит (рис. 17). В теории Бора орбита с квантовым числом л = оо соответствует положению, когда электрон, поглотивший очень большую энергию, настолько удален от ядра, что уже не принадлежит атому. Если неподвижный электрон, находящийся на большом расстоянии от ядра, упал бы на одну из разрешенных орбит, то испускалась бы частота, соответствующая границе одной из серий спектральных линий. В действительности электрон, пришедший извне, никогда не бывает неподвижным — он обладает кинетической энергией, которая дополняет энергию орбиты, соответствующей границе серии п — оо). Поскольку кинетическая энергия такого электрона не квантована, полученный спектр имеет участок, который состоит из множества очень близких друг к другу линий, т. е. является сплошным спектром (см. заштрихованный участок на рис. 15) в области малых длин волн. [c.73]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология