ATOMMODELLEK, SZÍNKÉP, KVANTUMSZÁMOK. Kalocsai Angéla, Kozma Enikő

ATOMMODELLEK, SZÍNKÉP, KVANTUMSZÁMOK

Kalocsai Angéla, Kozma Enikő

RUTHERFORD-FÉLE ATOMMODELL HIBÁI Elektromágneses sugárzáselmélettel ellentmondásban van Mivel: a keringő elektronok gyorsulnak sugárzást bocsátanak ki  Energiamegmaradás törvénye értelmében: Sugárzás elektron energiája felemésztődik belezuhan az atommagba 

Klasszikus fizika törvényei szerint nem lehet stabil

SZÍNKÉP 

Fraunhofer 574 sötét vonal – Nap, Borszeszégő lángja  lángfestés – jellegzetes vonalak  nem volt magyarázat 

első spektroszkóp (Kirchhoff, Bunsen)  elemre jellemző 

SZÍNKÉP FAJTÁI Emissziós (kibocsátási):  Világító, felhevített gázok fényének spektruma.  felhasználás: spektroszkópia 

új elemek (hélium, cézium, rubídium)

Abszorpciós (elnyelési):  Fehér fénnyel megvilágított gáz ugyanolyan hullámhosszú fotonokat nyel el, mint amilyeneket izzó formában kibocsát.

BOHR-MODELL 





 

Gázok fény kibocsátására vonatkozó spektroszkópiai mérések Hőmérsékleti sugárzás tapasztalatai Planck hőmérsékleti sugárzást értelmező elmélete Pályafeltétel Frekvenciafeltétel

Bohr ezeket használta fel a modelléhez.

Szükséges önkényes feltételek.

A GÁZKISÜLÉSEK 

    

Atomi folyamatok legegyszerűbb vizsgálási módja. Ionok ütköznek molekulákkal, más ionokkal rekombináció U nőrekombináció csökken I telítődikrekombináció elhanyagolható Önfenntartó gázkisülés Rydberg-formula: v - frekvencia!



Rydberg állandó:

HŐMÉRSÉKLETI SUGÁRZÁS  

 



 

Feketetest sugárzási elmélete Planck feltételezése: az üreget határoló test falában atom méretű rezgő dipólusok – oszcillátorok – működnek, melyek sugározzák ki az elektromágneses hullámokat. Testben egyensúly Sugárzó oszcillátorok energiája nem lehet tetszőleges. Oszcillátor energiája: E=n*h*f

Termikus energia Abszorbeált elektromágneses sugárzás

E nő

PÁLYAFELTÉTEL 

Elektronok csak meghatározott sugarú pályákon keringhetnek az atommag körül.



Elektron energiája állandó.



Elektronpályán az elektron perdülete a

egész

számú többszöröse. elektronpályák sugara 

Elektron centripetális gyorsulását Coulomb-vonzás biztosítja

e- E-ja a pályákon általánosítva

FREKVENCIAFELTÉTEL 



Az elektron egy nagyobb energiájú, a magtól távolabb levő pályáról egy kisebb pályára lép át, az atom energiát sugároz ki. Kisugárzott energiát szállító elektromágneses hullám v frekvenciája: ∆E



A színkép vonalakhoz tartozó sugárzás frekvenciája:

SZÍNKÉPEK MAGYARÁZATA BOHR-MODELLEL Több atompálya több energiaszint Fényelnyeléskor és fénykibocsátáskor az elektronok másik pályára kerülnek.  h*f = Em – En  Tehát a fény frekvenciája csak az elektronpályák energiaszintjétől függ. 

BOHR-MODELL EREDMÉNYEI ÉS HIÁNYOSSÁGAI Eredmények 

 



Atomok tulajdonságainak megismerése Gázok vonalas színképe Spektroszkópia empirikus törvényei (Balmerformula, Rydberg-formula)

Hiányosságok 





H színképének számítása 

H atom a modell szerint kis lapos korong Hidrogénnál nagyobb rendszámú atomok színképe Spektrumvonalak közötti intenzitás különbségek Színképek finomszerkezete

Kvantumszámok Fő-

Mellék-

Mágneses-

Spin-

Jelentése

Elektronhéj Az atompálya sorszámát jelöli az alakjára atommagtól kifele. vonatkozó adat.

Az atompálya mágneses térben való viselkedésére utaló adat.

Az elektron mágneses sajátságát jelzi.

Jele

n

m

ms

-l–től +l-ig

+1/2 vagy -1/2

l

l = ħ √ℓ (ℓ + 1)

Értékjelölés

1-től 7-ig

0, 1, 2, 3.. n-1

s, p, d, f

PERIÓDUSOS RENDSZER FELÉPÍTÉSE Periódus – Főkvantumszám (hány elekrotonhéj)  Csoportok – Vegyértékeletronszám 

Főcsoportok: Legkülső s vagy p atompályán  Mellékcsoportok: Legkülső e- d atompályán 

Rendszám – p+ szám  Tömegszám – p+ + n0 

PAULI-ELV 





Két összehasonlított elektronkvantumjai között legalább egy eltérésnek kell lennie, tehát egy atomban nem létezik két olyan elektron melyeknek mind a négy kvantumszáma azonos. Az elv érvényes még a fermionokra (feles spinű részecskék): pl. elektron, proton, neutron, stb. A bozonokra (egész spinű részecskékre) az elv nem vonatkozik.