Ứng dụng thuyết lượng tử

Cả hai mẫu nguyên tử trên đều gặp khó khăn trong việc giải thích tính bền vững của nguyên tử và sự tạo thành quang phổ vạch của nguyên tử Hyđrô Năm 1913, Bohr vận dụng tinh thần của th

I-MẪU NGUYÊN TỬ BOHR

A)VÀI NÉT VỀ CÁC MẪU

1)Mẫu nguyên tử Thomson.

-Là quả cầu đặc mang điện tích dương,các electron chuyển động trong quả cầu đó.

MẪU NGUYÊN TỬ THOMSON

2) Mẫu nguyên tử Rutherford

-Để khắc phục những khó khăn của mẫu nguyên tử Thomson, năm 1911 học trò của Thomson là Rutherford đã làm nhiều thí nghiệm dùng electron bắn vào lá vàng mỏng, ông nhận xét nguyên tử không thể

có cấu tạo là quả cầu đặc từ đó ông đưa

ra mẫu nguyên tử Rutherford.

-Còn có tên gọi là mẫu hành tinh: bao gồm các electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân mang điện tích dương.

MẪU NGUYÊN TỬ HÀNH TINH CHO NGUYÊN TỬ HYĐRÔ

MẪU NGUYÊN TỬ HÀNH TINH

CHO 1 SỐ NGUYÊN TỐ HÓA HỌC KHÁC.

Cả hai mẫu nguyên tử trên đều gặp khó khăn trong việc giải thích tính bền vững của

nguyên tử và sự tạo thành quang phổ vạch

của nguyên tử Hyđrô

Năm 1913, Bohr vận dụng tinh thần của thuyết lượng

tử để xây dựng mẫu nguyên tử Bohr với 2 tiên

đề chính sau

đây :

B)MẪU NGUYÊN TỬ BOHR

a)Tiên đề 1:(Về các trạng thái dừng)

nguyên tử chỉ tồn tại trong những trạng thái có năng luợng xác định gọi là trạng thái dừng.Trong các trạng thái dừng

nguyên tử không bức xạ

Như trong mô hình sau electron

trong nguyên tử hyđrô đang tồn tại ở trạng thái dừng thứ nhất

B)MẪU NGUYÊN TỬ BOHR

b)Tiên đề về sự hấp thụ và bức xạ nguyên tử: Khi

nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng

thì nguyên tử phát ra 1 phôtôn có năng

#)Hệ quả:

Trong trạng thái dừng của các nguyên tử,

electron chỉ chuyển động quanh hạt nhân theo những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định ,gọi là các quỹ đạo dừng.

-Đối với nguyên tử Hyđrô, bán kính quỹ đạo dừng tăng tỉ lệ với bình phương các số

nguyên liên tiếp.

Năng lượng và quỹ đạo của electron trong nguyên tử Hyđrô ở trạng thái

cơ bản

Năng lượng và quỹ đạo của electron trong nguyên tử Hyđrô ở trạng thái

tiếp theo

Xét nguyên tử Hyđrô ở trạng thái như hình vẽ Hiện tượng gì xảy ra khi electron chuyển xuống

có mức năng lượng thấp hơn?

Trả lời: Nguyên tử Hyđrô sẽ bức

xạ một phôtôn

Bài 53:

ỨNG DỤNG CỦA THUYẾT LƯỢNG TỬ

TRONG NGUYÊN TỬ HYĐRÔ

NỘI DUNG BÀI MỚI:

I-MẪU NGUYÊN TỬ BOHR II-GIẢI THÍCH SỰ TẠO THÀNH QUANG

PHỔ VẠCH CỦA HYĐRÔ

II-GIẢI THÍCH SỰ TẠO THÀNH

QUANG PHỔ VẠCH CỦA HYĐRÔ

-Thực nghiệm cho thấy các vạch trong quang phổ phát xạ của Hydrô sắp xếp thành những dãy xác định, tách rời hẳn nhau.

+)Vùng tử ngoại: Dãy Lyman

+)Dãy Balmer một phần nằm trong vùng tử ngoại, một phần thuộc vùng ánh sáng nhìn thấy.

+)Vùng hồng ngoại: Dãy Paschen

Giải thích ?

Khi nhận được năng lượng kích thích, các electron chuyển lên quỹ đạo có mức năng

lượng cao hơn

Ví dụ: electron đang ở quỹ đạo thứ nhất như hình vẽ nhận được năng lượng

Nó sẽ chuyển lên mức năng lượng cao hơn tương ứng với năng lượng nhận được và tồn tại

ở trạng thái kích thích

Thời gian sống ở trạng thái kích thích rất ngắn, sau đó các electron chuyển xuống trạng thái có năng lượng thấp hơn và phát ra phôtôn

Vậy, khi electron chuyển từ trang thái có mức năng lượng cao xuống trạng thái

có mức năng luợng thấp thì nó phát ra phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu mức năng lượng ứng với hai quỹ đạo đó

ánh sáng đơn sắc có bước sóng xác định

bởi:

c f

h f E E

KẾT LUẬN

Mỗi sóng ánh sáng đơn sắc lại cho một vạch quang phổ có màu nhất định Vì vậy quang phổ là quang phổ vạch.

Sự tạo thành các dãy quang phổ có thể tóm

tắt qua sơ đồ sau:

K

L M N

Lyman Balmer Paschen

Sơ đồ tạo thành các dãy quang phổ, sự iôn hóa và bước sóng

của các phổ của nguyên tử Hyđrô

Những kết quả thực nghiệm đo bước sóng các phổ đều cho thấy sự trùng khớp với lí thuyết Bohr.

Tài liệu tham khảo:

Mẫu nguyên tử Bohr vẫn gặp những

khó khăn nhất định trong việc giải thích quang phổ của các nguyên tử nhiều

electron, sau này lí thuyết lượng tử

phát triển đã cho ra đời mẩu nguyên tử

có nhiều ưu điểm hơn, mẫu này có mô hình như hình vẽ

Xét phân tử Hyđrô, theo mô hình lượng tử thì nó sẽ có sự lai hóa giữa các Orbital như mô hình

Tư liệu tham khảo

Với những thành công của mẫu nguyên tử Bohr, Bohr đã đứng vào hàng ngũ những nhà khoa học thiên tài cùng Albert Einstein

Sau khi Bohr mất (1963), chính phủ Đan Mạch đã tổ chức nhiều hoạt động tưởng nhớ và đưa hình ông lên tem, điều mà trước đây chỉ dành cho các chính trị gia và các thành viên hoàng tộc mà thôi Công thức ông đưa ra đã là nền tảng cơ bản cho vật lí nguyên tử phát triển mạnh mẽ suốt thế kỉ 20.