Основные этапы развития представлений о строении атома и ядра. Квантово-химическая модель атома

Развитие теории строения атома.

Резерфорд предл.1 модель: атом состоит из ядра, имеющий + заряд и вращается вокруг него?. Ядро имеет бесконечно малые размеры, однако в нем сосредоточена почти вся m атома. r орбиты? и его V меняются как угодно и непрерывно. Впоследствии было показано, что ядра состоят из нуклонов: протонов и нейтронов. Состав атома:

1) Заряд электрона? = - 1,6 * 10^-19 К. (-1) m_? = 9,1 * 10^-31кг;

2) Заряд протона р = + 1,6 * 10^-19 К. (+1) m_Р» 1836m_?; 3) Заряд нейтрона n = 0 m_n» 1840m_?. Кол-во р в ядре, а также? у нейтрона атома можно опр. по порядковому номеру эл-та z. Кол-во n опр. По разности атомной mи порядкового номера (А_r - z). Кол-во эл-нов в атомах одного элемента может различаться. Это изотопы.

Недостатки теории Резерфорда (противоречия). 1)Любое движение тела по круговой орбите происходит с ускорением Þ электроны, двигаясь по круг. Орбитам, должны непременно излучать энергию и вскоре должны упасть на ядро, т. е атомы должны быть неустойчивыми системами. 2)Непрерывно излучая энергию спектр должен быть сплошным. Были получены линейчатые спектры Þ теория Резерфорда не могла объяснить уст.состояния атома и происхождение линий в спектре атома.

Теория Бора:

А)Бор создал первую количественную Теорию для атома H. Теория Бора основана на законах классической механики и на законах квантовой теории излучения Макса Планка.

Б)Е = hn, n - частота излучения, h – постоянная Планка = 6,62 * 10^-34 Дж*сек.

1. Бор ввел понятие стационарных орбит (энергетических уровней), момент кол-ва движения на которых = h/(2p* n), h – постоянная Планка, n – главное квантовое число. Находясь на этих орбитах? не излучает и не поглощает энергию. 1-я орбита соответствует основному уровню и ей соответствует наименьшая энергия. С 1 на 2 – это поглощение энергии атомом, переход в возбужденное состояние. Если? переходит в менее возбужденное, состояние энергия излучается. 2. Излучение и поглощение энергии происходит только при переходе? с одной орбиты на другую.? излучает энергию при переходе с дальней орбиты на ближнюю.? поглощает энергию при переходе с ближнего орбиты на дальнюю.излучение или поглощение энергии происходит отдельными порциями (квантами). Каждому переходу? соответствует своя длина волны, поэтому если поток излучения разложить с помощью призмы в спектр, спектр получится линейчатым. Достоинства теории Бора: Бор объяснил, почему атомы являются уст системами (1 постулат). Бор объяснил происхождение Линий в спектре атома (2 постулат). Бор показал, что природа света обладает как свойствами волны, так и свойствами частицы, т. е. гипотеза М. Планка нашла экспериментальное подтверждение в постулатах Бора.

Недостатки теории Бора: Теория Бора справедлива только для атома H и водородоподобных атомов. Основа Положения квантовой (волновой) механики: 1) Принцип неопределенности (Гейзенберг). Одновременное точное измерение координаты и импульса частицы принципиально невозможно:DХ*DР³ h – постоянная Планка, DХ – изменение координаты, DР – изменение импульса. 2) Теория Луи де Бройля: высказал предположение, что все частицы микромира (?, р, n) обладают двойственной природой, как свойствами волны, так и свойствами частицы. Уравнение де Бройля:l = h/(m*v), v – скорость частицы, l - длина волны. Т.к.? обладает двойственной природой (свойствами частицы и волны) Þ точную траекторию движения? указать нельзя. Можно говорить только о вероятности нахождения? в различных точках электронного облака. Движение? в атома описывается волновой функцией y. Вел-на |y|² – (квадрат модуля волновой функции) пропорциональна вероятности нахождения электрона в различных точках пространства