Электронная теория Бора

Далее. Систематика Клемма явилась как бы своеобразным синтезом между данными электронной теории Бора и фактами, накопленными химическим путем. Однако сам Клемм рассматривал теорию Бора не более как рабочую гипотезу, хотя и оказавшуюся весьма плодотворной при построении систематики редкоземельных ионов. Заполнение 4/-подоболочки у элементов, начиная с церия, постулировалось, оно вытекало из общетеоретических соображений, но нуждалось в экспериментальных доказательствах и в первую очередь на основании изучения рентгеновских спектров. Между тем редкоземельные спектры оказывались исключительно сложными, состояли из громадного числа линий, и идентификация их была делом весьма трудным. Выводы Хунда, в целом оказав- [c.103]

Закон Мозли объясняет рассмотренная выше теория спектров Бора. Подобно тому как линии оптических видимых и ультрафиолетовых спектров элементов возникают в результате перескоков внешних электронов с более высоких к более низким уровням, линии характеристического рентгеновского спектра возникают в результате таких же перескоков внутренних, более близких к ядру электронов. Это отличие объясняет характерные различия между оптическими и рентгеновскими спектрами. Первые обнаруживают периодичность строения (например сходство спектров всех щелочных или всех щелочноземельных металлов), объясняемую сходством строения внешней оболочки электронов. Такая периодичность отсутствует в внутренних слоях электронов поэтому ее нет и в рентгеновских спектрах. Оптические спектры испытывают большие изменения при комбинации атомов в молекулы, так как при этом внешние электронные оболочки изменяют свое строение. Наоборот, при химических процессах не только ядро, но и внутренние электроны не затрагиваются, так как они экранированы от внешних воздействий слоем наружных электронов и, в соответствии с этим, на рентгеновские спектры мало влияют изменение агрегатного состояния элемента и его переход в то или иное соединение с другими элементами. Наконец, рентгеновские спектры значительно проще оптических потому, что для перескоков внутренних электронов предоставлено меньше возможностей, чем для внешних, ввиду того что большая часть внутренних уровней уже занята другими электронами. Теория Бора также легко объясняет, почему перескоки внутренних электронов дают значительно более коротковолновое излучение, чем перескоки внешних электронов. Действительно, как было показано в 62, энергия уровней обратно пропорциональна квадрату главного квантового числа п. Поэтому разность двух соседних уровней тем больше, чем меньше п. Внутренним электронам отвечают уровни с малыми п и согласно условию частот (32) их переходам отвечают более крупные фотоны Ь, т. е. более коротковолновое излучение. [c.109]

Таким образом, потребовалась новая квантовая теория электрона. Теория Бора имела успех, поскольку дала простую физическую картину движения электрона в атоме и метод расчета значений его энергии. [c.28]

Резюмируя содержание последних двух параграфов, мы можем сказать, что выводы из квантовой механики подтверждаются всем разнообразным экспериментальным материалом, который подтверждал и теорию Бора. Вместе с тем, квантовая механика не обладает теми внутренними затруднениями логического характера, которые были свойственны теории Бора. За пределами этой теории по-прежнему остается тонкая структура линий водорода и сходных с ним ионов. В дальнейшем мы увидим, что тонкая структура объясняется, если принять гипотезу о наличии собственного магнитного момента у электронов. Но главные успехи квантовой механики относятся к теории атомов с несколькими валентными электронами. Теория Бора даже в простейшем случае многоэлектронной системы — в случае атома гелия и сходных с ним ионов—давала неверные значения энергий стационарных состояний. Квантовая механика позволяет вычислить для гелия эти энергии, которые находятся в очень хорошем согласии с экспериментальными данными. [c.108]

Предложенная Бором модель атома водорода изображена на рис. 8-11 электрон массой движется по круговой орбите на расстоянии г от ядра. Если линейная скорость движения электрона равна и, то он обладает угловым моментом ln vr. (Чтобы уяснить себе, что представляет угловой момент, вообразите фигуриста, волчком вертящегося на льду. Вначале он вращается, широко расставив руки. Но потом, прижимая руки к бокам, фигурист начинает вращаться все быстрее и быстрее. Это происходит потому, что в отсутствие внешних сил угловой момент движения остается неизменным. Когда масса рук фигуриста приближается к оси его вращения, т. е. когда г уменьшается, скорость вращения должна повышаться, чтобы произведение тиг сохраняло постоянную величину.) В качестве первого основного предположения своей теории Бор постулировал, что для электрона в атоме водорода допустимы только такие орбиты, на которых угловой момент электрона представляет собой целочисленное кратное постоянной Планка, деленной на 2к [c.345]

Вторая часть теории Бора основывалась на постулате, что поглощение и испускание энергии атомом происходят при переходах электрона из одного квантового состояния в другое. Энергия, испускаемая, когда электрон переходит из состояния 2 в более низкое квантовое состояние равна разности между энергиями этих двух состояний [c.348]

Теорию Бора удается использовать также для вычисления энергии ионизации и частот спектральных линий любых атомарных частиц, содержащих только один электрон (например. Не, Li , Ве и т. д.). Энергия боровской орбиты с квантовым числом п в произвольном одноэлектронном атоме зависит от квадрата заряда его ядра (равного порядковому номеру Z элемента) [c.349]

Оригинальный способ усовершенствования теории Бора предложил Арнольд Зоммерфельд (1868-1951). Он предположил, что электронные ор- [c.350]

О до и — 1. Магнитное квантовое число ш может принимать целочисленные значения от — / до + /. Различные квантовые состояния, в которых способен находиться электрон в атоме водорода, перечислены в табл. 8-1. При наличии в атоме только одного электрона его энергия зависит лишь от п. Более того, выражение для энергии точно совпадает с соответствующим выражением в теории Бора [c.364]

В 1914 г. Мозли установил, что частота v рентгеновских лучей, испускаемых при бомбардировке элемента пучком электронов, определяется соотношением v = (Z — b) . Пользуясь теорией Бора, объясните зависимость Z от квадратного корня из v в этом выражении. [c.381]

Первые разделы главы, в которых обсуждаются ядерное строение атома, квантование и атомная теория Бора, можно включить в любой курс. Основной упор следует сделать на происхождение атомных спектров как переходов между дискретными энергетическими уровнями и на использование квантового числа п для обозначения уровней, а также для вычисления радиуса и энергии движущегося электрона в атоме. [c.573]

Так как в теории Бора — Зоммерфельда энергия электрона определяется только квантовым числом т [c.16]

Из рис. 1.6 следует, что в отличие от теории Бора — Зоммерфельда, согласно которой электрон движется по. определенным орбитам, квантовая механика показывает, что электрон может находиться в любой точке атома, однако вероятность его пребывания в различных областях пространства неодинакова. [c.22]

Как видно, получается то же выражение, что и в теории Бора ( см. уравнение (1.18)], 1ю в отличие -от последней квантовая механика приходит к этому результату путем решения уравнения Шредингера, не прибегая к произвольному предположению о возможности движения электрона по определенному набору орбит, задаваемому рядом целых чисел. [c.26]

Таким образом, электронная теория Льюиса рассматривает нейтрализацию в водных растворах, взаимодействие аминов с галогенидами бора, комплексообразование, реакции ангидридов с лодой как сходные процессы. Вещества, являющиеся донорами электронных пар, называют основаниями Льюиса, а акцепторы электронных пар — кислотами Льюиса. [c.284]

Мы видим, что электронная теория Льюиса рассматривает нейтрализацию в водных растворах, взаимодействие аммиака с галогенидами бора, комплексообразование, реакции ангидридов с водой как сходные процессы. Действительно, с точки зрения теории химической связи во всех этих процессах взаимодействие между частицами имеет одинаковую природу — образуется донорно-акцепторная ковалентная связь. Вещества, являющиеся донорами электронных пар, часто называют основаниями по Льюису, акцепторы электронных пар — кислотами по Льюису. [c.252]

Различие подуровней электронов данной оболочки рассматривалось в теории Бора как результат того, что электроны могут вращаться не только по круговым орбитам, но и по орбитам эллиптическим с различным эксцентрицитетом. Побочное квантовое число должно характеризовать этот эксцентрицитет. [c.37]

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]

Теория протолитического равновесия (Бренстеда) не может объяснить кислотно-основные свойства апротонных веществ, в состав которых водород не входит, как, например, галогениды бора и алюми-1ШЯ, хлорид олова (IV) и др. Кислотно-основные свойства апротонных веществ рассматриваются на основе электронной теории кислот и оснований (Льюис). Отличительным признаком кислоты и основания по электронной теории является их взаимная нейтрализация, осуществляемая образованием ковалентной связи между атомом в молекуле основания, обладающим свободной парой электронов, и атомом в молекуле кислоты, в электронную оболочку которого эта пара электронов включается. [c.421]

Нецелесообразно на лекции приводить электронные формулы всех элементов, обсуждать теорию Бора, спектр атома водорода. Эти вопросы можно предложить для самостоятельного изучения студентами. [c.171]

Метиловый эфир образует устойчивый комплекс с фторидами бора. Напишите уравнение этой реакции, объясните образование комплекса с точки зрения электронной теории. [c.55]

Теория Бора объяснила физическую природу атомных спектров как результата перехода атомных электронов с одних стационарных орбит на другие (см. рис. 2.4). [c.44]

Однако теория страдала внутренней противоречивостью, которую прекрасно сознавал сам Бор наряду с постулатами, противоречившими законам механики и электродинамики, в теории Бора эти законы использовались для расчета сил, действующих на электрон в атоме. Оставался неясным и ряд вопросов, связанных с самими постулатами Бора, например, где находится электрон в процессе перехода с одной орбиты на другую Как вытекает из теории относительности, [c.44]

Все же теория Бора была важным этапом в развитии представлений о строении атома как и гипотеза Планка—Эйнштейна о световых квантах (фотонах), она показала, что нельзя автоматически распространять законы природы, справедливые для больших тел — объектов макромира, на ничтожно малые объекты микромира — атомы, электроны, фотоны. Поэтому и возникла задача разработки новой физической теории, пригодной для непротиворечивого описания свойств и поведения объектов микромира. При этом в случае макроскопических тел выводы этой теории должны совпадать с выводами классической механики и электродинамики (так называемый принцип соответствия, выдвинутый Бором). [c.45]

Ничтожно мала И вероятность обнаружения электрона на очень большом расстоянии от ядра здесь близок к нулю множитель гр (см. рис. 2.9, б). На некотором расстоянии от ядра Го вероятность обнаружения электрона имеет максимальное значение. Для атома водорода это расстояние равно 53 пм, что совпадает с вычисленным Бором значением радиуса ближайшей к ядру орбиты электрона. Однако трактовка этой величины в теории Бора и с точки зрения квантовой механики различна согласно Бору, электрон в атоме водорода находится на расстоянии 53 пм от ядра, а с позиций квантовой механики этому расстоянию соответствует лишь максимальная вероятность обнаружения электрона. [c.55]

Э. Резерфордом (1911) ядерной модели атома, а Н. Бором (1913) — количественной теории атома водорода. К началу 20-х годов были разработаны основы электронной теории химической связи. Получили развитие учение о дипольной структуре молекул и теория межмолекулярного взаимодействия. В области химической термодинамики В. Нернстом были открыты важнейшие закономерности для низкотемпературных процессов и сформулирована тепловая теорема (1906). Это впервые дало [c.7]

В отличие от гетерополярной связи теория Бора не позволила дать количественную теорию гомеополярной связи. Она дала лишь основания для формальных, хотя и весьма плодотворных представлений о соответствии между валентным штрихом и парой электронов с насыщенными спинами, а также представлений [c.467]

Теория Бора не в состоянии была объяснить и порядок распределения нескольких электронов по орбитам. За пределами теоретического объяснения оставался ряд важных оптических и магнитных явлений. Сложная структура спектра многоэлектронных атомов элементов требовала более глубокого научного объяснения. [c.55]

Структура спектра значительно усложняется, число спектральных линий увеличивается, если источник света поместить в магнит ное или электрическое поле. Так как любая линия в спектре возникает при определенных квантовых переходах, то мультиплетность и тонкая структура спектров вообще доказывают наличие сложных закономерностей, которые существуют при движении электронов в многоэлектронных атомах элементов. Теория Бора была лишь первым шагом на новом пути. Чтобы сделать следующий шаг в познании атома, требовалось в корне изменить представление [c.55]

Если многие свойства атома водорода теория Бора объясняла достаточно хорошо, то в случае более сложных атомов применимость ее была весьма ограниченной, так как оказалось, что одного квантового числа п недостаточно для полной характеристики движения электрона в атоме. Кроме того, модель атома Бора не учитывала волновых свойств электрона. [c.47]

Необходимо подчеркнуть, что проявление волновых свойств электроном не является следствием перерождения его в волну. Речь идет только о том, что движение электрона описывается такими же математическими выражениями, как и распространение волны. Например, у электронов можно наблюдать характерное для волн явление дифракции. Это свойство электронов проявляется в том, что, проходя через узкое отверстие экрана, электроны рассеиваются, образуя за экраном дифракционную картину. С учетом волновых свойств электрона нельзя представлять себе, что электрон в атоме движется вокруг ядра по орбитам со строго определенными радиусами, как это вытекает из теории Бора. [c.47]

Наиболее существенным выводом из теории Бора была идея о стационарных состояниях электронов в атомах. Так, электрон в атоме водорода может находиться только на одной из строго определенных орбит. Орбиты электронов характеризуются различными значениями энергии и могут быть пронумерованы по порядку 1, 2, 3, 4,. .., п этот номер был назван главным квантовым числом. Наиболее устойчивое состояние атома водорода (оно еще называется основным состоянием) соответствует положению электрона на орбите с наименьшим квантовым числом п=. [c.161]

Гафний (НГ)—ближайший аналог циркония. Открыт в 1922 г, Костером и де Хевиши — сотрудниками Института теоретической физики (Копенгаген) при изучении ими ряда циркониевых руд, В природных минералах гафний всегда сопутствует цирконию и разделение указанных элементов сопряжено с большими трудностями. Этим можно объяснить тот факт, что гафний был открыт более чем на 130 лет позже циркония, причем методом рентгеноспектрального анализа. Положение новых спектральных линий было предсказано на основе электронной теории Бора и Томсона, Распространенность гафния в земной коре 3,3-10 % [c.260]

Модель одномерного атома позволяет понять, почему электрон, находящийся в атоме в стационарном состоянии, не излучает электромагнитной энергии (второй постулат теории Бора). Согласно модели Бора — Резерфорда, электрон в атоме совершал непрерывное движение с ускорением, т. е. все время менял свое состояние в соответствии с требованиями электродинамики, он должен при этом излучать энергию. В одномерной модели атома стационарное состояние характеризуется образованием стоячей волны де Бройля пока длина этой волны сохраняется постоянной, остается неизменным и состояние электрона, так что никакого излучения пронсхо- дить не должно. [c.75]

Теория Бора о строении атома водорода. Угловой момент. Боровский радиус и атомные единицы. Квантовое число. Электронные энергетические уровни основного и возбужденных состояний. Энергия ионизации. Зоммерфельдовские орбиты. [c.328]

Не составляет труда записать волновое уравнение Шрёдингера для атома лития, состоящего из ядра и трех электронов, или атома урана, состоящего из ядра и 92 электронов. Однако, к сожалению, эти дифференциальные уравнения невозможно решить. Нет ничего утешительного в том, что строение атома урана в принципе может быть найдено путем расчетов, если математические (хотя отнюдь не физические) трудности препятствуют получению этого решения. Правда, физики и физикохимики разработали для решения уравнения Шрёдингера множество приближенных методов, основанных на догадках и последовательных приближениях. Проведение последовательных приближений существенно облегчается использованием электронно-вычислительных машин. Однако главное достоинство применения теории Шрёдингера к атому водорода заключается в том, что она позволяет получить ясную качественную картину электронного строения многоэлектронных атомов без проведения дополнительных расчетов. Теория Бора оказалась слишком упрошенной и не смогла дать таких результатов, даже после ее усовершенствования Зом-мерфельдом. [c.374]

Какой из названных ниже аспектов теории Бора недопустим с точки зрения принципа неопределенности Гейзенберга а) дискретные энергетические уровни атома 6) простые круговые орбиты в) кванювые числа г) электронные орбитали д) электронные волны Почему выбранный вами аспект не согласуется с принципом неопределенности [c.380]

Из сказанного следует, что движение электрона не может быть описано с помощью понятия о траектории. В самом деле, чтобы начертить траекторию частицы, надо знать в каждый момент времени ее положение в пространстве (г) и скорость (и) или импульо (p = tnv). Но как раз это в квантовой механике невозможно. С квантовомеханических позидий говорить об электронных орбитах в атомах или молекулах, как это делалось в теории Бора, не имеет никакого смысла. Кстати, сам Бор часто вспоминал, как в 1950-х гг. к нему после лекции подошел студент и спросил Неужели действительно были такие идиоты, которые думали, что электрон вращается по орбите [c.27]

Следует отметить резкое отличие найденного результата от картины, наблюдаемой для частицы, движение которой описывается законами классической механики. Энергия классической частицы может принимать любые значения. Как видно из уравнения (I, 27), энергия частицы, для которой справедливы законы квантовой механики, может принимать только ряд строго определенных значений, характеризуемых целочисленным коэффициентом п. Таким образом, энергия электрона, движущегося относительно ядра, оказывается квантованной. При этом параметр п может быть отождествлен с главным квантовым числом атома в теории Бора. Введение главного квантового числа и предположение о квантовании энергии является одним из основных постулатов в теории Бора. В квантовой же механике это положение служит необходимым условием решения радиальной части волнового уравнения Шрёдингера. Поскольку в уравнении (1,27) п не может равняться нулю, то =5 0, т. е. минимальная энергия атома водорода отвечает значению п== [c.18]

Уже доэлектронные теории химической связи выдвинули представление о том, что ее механизм должен включать две противоположных характеристики дискретность, отражающую целочисленную валентность атомов и непрерывность, проявляющуюся в остаточном сродстве, взаимном влиянии удаленных атомов, ароматичности. Первые электронные теории в химии, рассматривавшие электрон в виде заряженного шарика, искали объяснение дискретности связи в дискретности заряда и массы самого элект1юна, а объяснение непрерывности химического взаимодействия искали в механических сдвигах, перемещениях электрона. Квантовая механика показала, что отмёченный подход принципиально ошибочен, что самому электрону органически присущи свойства дискретности и непрерывности. Основатели квантовой механики Бор, Шрёдингер, Гейзенберг установили [c.31]

Для обоснования планетарной модели атома водорода Бор воспользовался теорией квантов Планка. Он предположил, что в атомах может существовать лишь определенное расположение электронов, которое Бор назвал устойчивыми состояниями. Каждое такое состояние характеризуется своей энергией. Таким образом. Бор отказался от идеи о непрерывном излучении энергии электронами в атомах, но не смог освободиться от прнменения классической механики к структурам микромира. Б этом исходная принципиальная несостоятельность его выводов. [c.53]

Но ряд особенностей спектров многозлектронных атомов теория Бора—Зоммерфельда не могла объяснить. Ее недостатки становились все более очевидными по мере дальнейшего развития теории строения атома. Так, например, представление об электроне как о частице, подчиняющейся законам, справедливым для макроскопических тел (за исключением некоторых квантовых ограничений), оказалось неверным. [c.162]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология