Treści multimedialne - kodowanie, przetwarzanie, prezentacja Odtwarzanie treści multimedialnych Andrzej Majkowski informatyka +

Model Bohra budowy atomu wodoru Marek Gałaszewski Teresa Łaskowska

Wprowadzenie Niels Bohr w roku 1913 zaproponował model budowy atomu, według którego elektron krąży wokół jądra pod wpływem siły przyciągania kulombowskiego i prawie cała masa atomu skupiona jest w jądrze atomowym.

Ruch elektronu wokół jądra atomu rn Fc p + - m m – masa elektronu p – pęd elektronu rn – promień n-tej orbity elektronu – siła kulombowska

Równanie orbity elektronu - siła dośrodkowa - stała elektrostatyczna Na podstawie II zasady dynamiki Newtona i prawa Coulomba otrzymujemy równanie orbity elektronu:

Postulaty Bohra budowy atomu wodoru I. Ruch elektronu wokół jądra atomu odbywa się tylko po takich orbitach, dla których moment pędu elektronu przyjmuje ściśle określone wartości:

Postulaty Bohra budowy atomu wodoru II. Elektron może przeskakiwać między dwiema orbitami, absorbując lub emitując foton o energii równej różnicy energii elektronu na tych orbitach:

Poziomy energetyczne i serie widmowe atomu wodoru Seria Balmera widma atomu wodoru Linie widmowe odpowiadające przeskokom elektronu między różnymi poziomami

Energia w atomie wodoru absorpcja fotonu przez atom podczas przeskoku elektronu z orbity n na orbitę k: 𝐸 𝑛 +∆ 𝐸 𝑛,𝑘 = 𝐸 𝑘 emisja fotonu przez atom podczas przeskoku elektronu z orbity k na orbitę n: 𝐸 𝑘 =∆ 𝐸 𝑘,𝑛 + 𝐸 𝑛 gdzie: n = 1, 2, 3…, k = n + 1 ∆ 𝐸 𝑛,𝑘 - energia pochłonięta przez atom ∆ 𝐸 𝑘,𝑛 - energia wysłana przez atom Emisja fotonu podczas przeskoku elektronu z poziomu drugiego na pierwszy

Energia w atomie wodoru Energia całkowita elektronu w atomie wodoru jest sumą energii kinetycznej związanej z ruchem elektronu po orbicie i potencjalnej energii elektrostatycznej związanej z oddziaływaniem elektron – jądro. 𝐸 𝑛 = 𝐸 𝑘 + 𝐸 𝑝

Warunki kwantyzacji wielkości charakteryzujących stan elektronu 1. Energia całkowita elektronu 𝐸 𝑛 =− 𝑚 𝑒 4 8 𝜀 0 2 ℎ 2 𝑛 2 = 𝐸 1 𝑛 2 𝑛=1, 2, 3, … 𝐸 1 =−13,6𝑒𝑉 2. Energia kinetyczna elektronu

Warunki kwantyzacji wielkości charakteryzujących stan elektronu 3. Energia potencjalna elektron − proton 4. Orbitalny moment pędu 𝐿 𝑛 = 𝐿 1 ∙𝑛

Warunki kwantyzacji wielkości charakteryzujących stan elektronu 5. Promień n−tej orbity 𝑟 𝑛 = 𝑟 1 ∙ 𝑛 2 𝑟 1 =0,53∙ 10 −10 𝑚 6. Szybkość elektronu na n−tej orbicie 𝑣 𝑛 = 𝑣 1 𝑛 𝑣 1 =2,2∙ 10 6 𝑚 𝑠

Źródła http://oen.dydaktyka.agh.edu.pl/dydaktyka/fizyka/c_fizyka_at_i_kw/wyklad4.html http://zasoby1.open.agh.edu.pl/dydaktyka/fizyka/c_od_atomu_do_atomu/fizyka/model_bohra/model_bohra.htm http://e-fizyka.info/prezentacje/

Model Bohra budowy atomu wodoru w arkuszu kalkulacyjnym

Rozwiązanie

Wykres 1

Wykres 2

Wykres 3

Wykres 4