Химия. Часть 1. Деменкова Л.Г. - 24 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТПУ | Томск

Составители: 

Рубрика: 

где Δm – дефект массы, c – скорость света.
Экспериментальные данные показывают, что атом состоит из положитель-
но заряженного ядра, в котором сосредоточено более 99% массы атома. На оп-
ределённом расстоянии от ядра располагаются области, заряженные отрица-
тельно – электронные орбитали.
В 1900 г. Макс Планк выдвинул гипотезу: в системе микрообъектов энер-
гия поглощается и испускается не непрерывно, а дискретно, отдельными мель-
чайшими неделимыми порциями – квантами. Энергия кванта рассчитывается
по формуле:
Е = h·ν, (19)
где h = 6,67·10
-34
Дж·с (постоянная Планка). Следовательно, энергия кван-
туется, т.е. может принимать определённые значения, кратные числу квантов.
Состояние атома с наименьшей энергией называется основным или нор-
мальным, состояние атома с наибольшей энергией – возбуждённым.
Если считать ядро неподвижным и рассматривать все энергетические из-
менения как изменения энергии электронов, то можно сделать вывод о том, что
электроны в атомах способны обладать только определёнными значениями
энергии. Говорят, что в атомах существуют энергетические уровни. Поглощая
энергию (например, при нагревании), электрон переходит на более высокий
энергетический уровень, а затем может испустить энергию в виде кванта света.
Световые кванты – фотоны являются, с одной стороны, волнами (что дока-
зывают дифракция и интерференция света), а, с другой стороны – частицами
(что подтверждают явления давления света и фотоэффекта).
Де Бройль установил, что двойственная природа присуща всем материаль-
ным частицам и вывел уравнение:
h
mv
λ
=
⋅
(20)
где m – масса частицы, , v – скорость частицы, h – постоянная Планка,
h = 6,67·10
-34
Дж·с.
Из уравнения следует, что с уменьшением массы частицы её волновые
свойства усиливаются, а корпускулярные ослабляются, а у излучений с ростом
энергии (увеличением частоты) происходит усиление корпускулярных свойств.
Поведение микрочастиц изучает квантовая механика, в основе которой ле-
жит уравнение Шредингера:
()
2222
2222
0
8
h
EU
mdx dy dz
ψψψ
ψ
π
⎛⎞
∂∂∂
++ +− =
⎜⎟
⎝⎠
,
(21)
где U – потенциальная энергия электрона, Е – полная энергия электрона,
ψ
– волновая функция (пси-функция). Уравнение Шредингера точно решено
для атома водорода и для одноэлектронных частиц, а для более сложных объек-
тов – только приближённо. Решить уравнение – значит найти энергию электро-
на и волновую функцию
ψ
(x, y, z, t), которая полностью описывает состояние
электрона. Физический смысл имеет не сама волновая функция, а квадрат её
модуля
2
ψ
. Он характеризует вероятность нахождения электрона в данной
24

Страницы