3.2 Теория строения атома по н.Бору

В 1913 г. Н. Бор предложил сою теорию строения атома, в которой ему удалось с большим искусством согласовать спектральные явления с ядерной моделью атома, применив к последней так называемую квантовую теорию излучения, введенную в науку немецким ученым-физиком Планком.

3.3 - Бор (Bohr) Нильс Хенрик Давид (1885-1962)

Сущность теории квантов сводится к тому, что лучистая энергия испускается и поглощается не непрерывно, как принималось раньше, а отдельными малыми, но вполне определенными порциями - квантами энергии.

3.4 - Планк(Planck) Макс(1858-1947)

Запас энергии излучающего тела изменяется скачками, квант за квантом; дробное число квантов тело не может ни испускать, ни поглощать.

Постулат Планка (1911): свет излучается и поглощается квантами:

E=h*, (3.1)

где h – постоянная Планка, 6,626*10^-34 Дж*с,

=с/, c – скорость света,

 - длина волны.

Н. Бор, используя модель Резерфорда и теорию Планка предложил модель строения атома водорода. Бор сформулировал свои постулаты:

1. Электрон в атоме находится в «стационарном» состоянии (движется по стационарной орбите) и никакой энергии не излучает.

2. Будучи выведен из стационарного состояния (переведен на другую орбиту), электрон возвращаясь, излучает квант света h*n=E₂-E₁.

3. Электрон в атоме может находиться только на тех «разрешенных» орбитах, для которых момент количества движения (mvr) принимает некие дискретные значения.

Теория Бора позволила разрешить очень важный вопрос о расположении электронов в атомах различных элементов и установить зависимость свойств элементов от строения электронных оболочек их атомов.

Н. Бор определил радиусы разрешенных орбит в атоме водорода:

, (3.2)

где n = 1,2,3,4… назвали главными квантовыми числами.

Энергия электрона на орбитах:

. (3.3)

Подставив соответсвующие константы, получим радиус первой Боровской орбиты для атома водорода r=5,29*10^-13 м. Отметим, что энергия обратно пропорциональна n². Энергия первой орбитали атома водорода по Бору равна 13,6 эВ.

Рисунок 3.5 - Модель атома Бор-Резерфорд

Уровни энергии разрешенных орбиталей выглядят следующим образом.

В невозбужденном состоянии электрон находится на ближайшей к ядру орбите, т.н. основное состояние. Он может быть возбужден- переброшен на более высокие, но разрешенные, орбитали, а затем вернется в основное состояние, излучая кванты света, отвечающие линейчатому спектру.

Теория Бора оказала огромные услуги физике и химии, подойдя, с одной стороны, к раскрытию законов спектроскопии и объяснению механизма лучеиспускания, а с другой - к выяснению структуры отдельных атомов и установлению связи между ними. Однако оставалось еще много явлений в этой области, объяснить которые теория Бора не могла.

Достижения теории Н. Бора:

Описал радиус атома водорода,

Определил энергию его ионизации,

Описал количественно спектр атома водорода.

Недостатки теории:

Не удается описать спектры многоэлектронных атомов, поведение атомов в магнитном поле.