химический каталог




Основы общей химии. Том 1

Автор Б.В.Некрасов

ых» орбитах ои вращается, не излучая энергии.

2. Ближайшая к ядру орбита соответствует наиболее устойчивому («нормальному») состоянию атома. При сообщении последнему энергии извне электрон может перейти на одну нз более удаленных орбит, причем запас его энергии будет тем больше, чем дальше от ядра

орбита, на которую он переходит. Иначе это выражают, говоря, что такой электрон находится на более высоком энергетическом уровне. Атом, содержащий электрон на одном из высоких энергетических уровней, в отличие от нормального, называют «возбужден-н ы м». Как показывает опыт, обратный переход из возбужденного состояния в нормальное осуществляется весьма быстро: средняя «продолжительность жизни» большинства возбужденных атомов оценивается величинами порядка Ю-8 сек.

Рис. Ш-22. Возможные электронные орбиты атог ма водорода по Бору.

3. Поглощение и излучение атомом энергии имеет место только при перескоке электрона с одной орбиты на другую. При этом разность энергий начального (Ев) и конечного (?к) состояний воспринимается или отдается в виде кванта лучистой энергии (фотона), отвечающего излучению с частотой колебаний, определяемой соотношением hx = ?н — Ен.

Изложенные представления позволили вычислить радиусы различных «дозволенных» квантовыми условиями орбит электрона в атоме водорода. Оказалось, что они относятся друг к другу как 12:22:32:42: ... :п2. Величина п была названа главным квантовым числом. Как видно из приведенного выше, п может принимать различные значения, соответствующие натуральному ряду целых чисел.

Радиус ближайшей к ядру орбиты (п = 1) оказался для водорода равным 0,53 А. Электрон вращается по ней со скоростью около

И Т. Д.

2200 км/сек (средняя скорость вращения Земли вокруг Солнца составляет 30 км/сек). На рис. Ш-22 дана схема возможных для атома водорода орбит, причем приведены лишь первые четыре. Скорость ©ращения электрона на второй из них вдвое меньше, чем на первой, на третьей — втрое меньше

3,4

Работа, которую необходимо затратить для вырывания электрона водородного атома с той или иной орби-ты, обратно пропорциональна квадрату ее главного квантового числа. Поэтому, например, вырвать электрон с третьей орбиты в девять раз легче, чем с первой.

Рис

Ш-23. Схема происхождения водородного спектра.

Вычисленные частоты излучений, возникающих при перескоках электрона с одних орбит на другие, оказались совпадающими с частотами линий наблюдаемого на опыте водородного спектра. Как видно нз рис. 111-23, перескокам с различных более удаленных от ядра орбит на отвечающую п = 1 соответствуют линии серии, лежащей в ультрафиолетовой области, перескокам на орбиту с п = 2 — линии серии Бальмера (рис. III-21), а перескокам на орбиты с п = 3, 4 и 5 — линии трех серий, лежащих в инфракрасной области. Две последние серии были обнаружены экспериментально уже после разработки теории водородного атома и именно на основе ее предсказаний.5-6

Если сообщить водородному атому достаточную энергию, то происходит его ионизация — распад на электрон и протон. Энергия, которую нужно для этого затратить, отвечает п = оо (рис. Ш-24) и называется энергией ионизации (/). Она определена из спектра и

300

для нормального состояния атома водорода составляет 313,6 ккал на грамм-атом:

Н +313,6 к/сал = Н++ еГГ=3

250

LL

11

По соотношению / = 313,6/п2 энергия ионизации может быть рассчитана и для возбужденных состояний атома водорода.7

200

/50100

50

•n*t>

Дальнейшее развитие теории водородного атома было дано Зоммерфельдом (1916 г.), показавшим, что кроме круговых орбит электрон может двигаться и по эллиптическим (с ядром в одном из фокусов эллипса), причем почти одинаковому уровню энергии соответствует столько возможных типов орбит, сколько единиц в главном квантовом числе. Последнее определяет размер большой полуоси данного семейства эллипсов (в частном случае круга — его радиус). Величина малой полуоси определяется «побочным» квантовым числом (k), которое также принимает значения последовательных целых чисел, но не может быть больше главного.

Рис. Ш-24. Уровни энергии атома водорода {ккал(г-атом).

Для большой полуоси эллипса действительно соотношение а = п2г, а для малой Ь = nkr, где г — радиус орбиты при нормальном состоянии атома (0,53 А). Например, для главного квантового числа 3 возможны три типа эллипсов, характеризующиеся обозначениями 3|, Зг и Зз, которые показывают, что большая полуось относится к малой соответственно как 3:1, 3:2 и 3:3. В последнем случае имеем частный вид эллипса — круг, который один только и рассматривался первоначальной теорией.

Зом-энерМодель возможных электронных орбит атома водорода по мерфельду показана на рис. III-25. Отвечающие каждой из них гетические уровни (подуровни) схематически сопоставлены на рис. Ш-26 (Б) с уровнями, соответствующими только круговым орбитам (Л). Произведенное Зоммерфельдом уточнение модели водородного атома позволило объяснить тонкую структуру спектральных линии.

Рис. III-25- Схема возможных электронных

страница 46
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 362 363 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431

Скачать книгу "Основы общей химии. Том 1" (9.64Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
купить белые каллы в москве
Рекомендуем фирму Ренесанс - металлическая лестница фото - доставка, монтаж.
кресло компьютерное престиж
хранение вещей дешево москва

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)