Атом: Тафовут байни таҳрирҳо
Content deleted Content added
No edit summary |
No edit summary |
||
Сатри 5:
Массаи атом асосан аз рӯйи массаи ҳаста муайян карда мешавад. Дар таркиби ҳастаи атом дар қатори протонҳо (Z) нейтронҳои бебарқа (N) низ мавҷуданд. Ҷамъи адади протонҳо ва нейтронҳоро адади массавӣ (А=Z+N) меноманд. Массаи ҳаста аз массаи электронҳои таркиби атом ҳазорҳо бор зиёд мебошад (масалан, mp = 1836 me ва mn = 1838,5 me (me - массаи электрон)). Он қариб ба ҷамъи массаи протонҳову нейтронҳо баробар аст ва аз 1,67∙10-27 кг (массаи атоми гидроген, Z=1) то ~ 4∙10-25 кг (массаи атоми фермий, Z=100) тағйир меёбад. Атоми ҳамон як унсур (Z=сonst), ки адади массавии гуногун дорад, изотоп номида мешавад ва хусусиятҳои кимиёии монанд ва хусусиятҳои физикии ба ҳам наздик дорад.
Энергияи пурраи атоми беҳаракат ба ҷамъи энергияи кинетикии ҳама электронҳо ва энергияи потенсиалии таъсироти мутақобили ҳама зарраҳои барқаманди атом ва қувваи телахӯрди электронҳо аз якдигар баробар аст. Барои атоми ҳидроген энергияи пурра ин аст:
Е = Ек + U(r) = mev2/2 – ke2/r (1)
ки ин ҷо v – суръати ҳаракати электрон аст. Энергияи потенсиалии U(r) = – ke2/r танҳо ба r бастагӣ дорад (расми 1, а). Қимати U(r) дар нуқтаи беохир дур ба сифати қимати сифрии энергияи потенсиалӣ пазируфта шудааст. Дар мавриди Е<0 будан электрон бо ҳаста алоқаманд асту дар сурати E>0 будан – озод, зеро дар ин маврид электрон бо энергияи mev2/2 атомро тарк мекунад ва атом ба атоми иондоршуда мубаддал мегардад. Ҳамин тариқ, атоми ҳидрогени хунсо (Н) манзумае мебошад, ки энергияи Е<0 дорад. Е – мушаххасаи асосии атом (чун манзумаи квантӣ) аст. Атом муддати дуру дароз танҳо дар «ҳолатҳои муқимӣ» ном ҳолатҳои муайянэнергии Е1, Е2, Е3 (Е1<E2<E3 …, аммо на дар байни ин ҳолатҳо) вуҷуд дошта метавонад. Дар ин ҳолатҳо гаштовар (момент)-и импулси электрони дар атрофи ҳаста гарданда ба ħ = h/2π каратӣ мебошад:
mevr = nħ (2). Ин ҷо ħ – собитаи Планк, n=1,2,3, …, ҳолатҳои устувор (ниг. Постулати якуми Бор). Манзумаи квантӣ (масалан, ҳамон атом) манзумаи квантонидаэнергӣ мебошад, яъне энергияи атом қиматҳои мутобиқ ба қиматҳои муайяни адади n-и ифодаи (2) дошта метавонад. Ҳар гуна тағйироти энергиявӣ дар натиҷаи фурӯбурд, афканиш ё ҳангоми бархӯрд танҳо дар мавриди гузариши квантии (ҷаҳишсон) электрони атом аз як ҳолати муқимӣ (савияи энергиявии Em, m = n+1, n+2, …) ба ҳолати муқимии дигар (савияи энергии En) муайян карда мешавад. Ҳамзамон бо гузариш электрони атом нуре меафканад, ки он басомади
ν = (Еm – En)/h -ро (3)
дорад (ба шарте ки Еm<En бошад) ё фурӯ мебарад (агар Еm>En бошад). Ин постулати дуюми Бор аст ва моҳиятан қонуни бақои энергияро дар гузаришҳои атомӣ ифода мекунад (расми 1, б). Савияи поинтарин (Е1 = Еmin, ки дар он радиуси мадор ададан ба радиуси мадори аввали борӣ rБ = ħ2/Ze2mk, барои атоми ҳидроген Z=1, rБ = 0,529∙10-10 м аст) савияи асосӣ ва савияҳои боқимонда (Еn>1, rn=n2rБ) савияҳои ангехта ном гирифтаанд. Ин қонуният маънои онро дорад, ки маҷмӯи ҳолатҳои асосӣ ва ангехтаи атоми ҳидроген сохтори қабат-қабат доранд. Барои ҳар қабат адади n қимати муайян дорад. Дар атомҳои бисёрэлектрона абри электронии ҳолати асосӣ ба худии худ сохтори қабат-қабат дорад, ки онро дар шабоҳат бо гурӯҳбандии савияҳои атоми ҳидроген ҳамчун натиҷаи пай дар пай бо электронҳо пуршавии ҳолатҳои озоди камэнергиятарин тасаввур кардан мумкин аст.
Аз ифодаҳои (1) ва (2) барои энергияи пурраи электрон дар атоми ҳидроген дар савияи энергии n-ум
Еn = – k2mee4/2ħ2n2 (4) аст.
атоми ҳидроген мувофиқи ифодаҳои (3) ва (4) хатҳои тайфии басомадашон ν = (Еm – En)/h = – k2mee4/4πħ3 (1/n2 – 1/m2)-ро дорад. Бо назардошти ω = 2πν = 2πc/λ ва ν = c/λ = cῆ∙ (ῆ– адади мавҷӣ)
ῆ = 1/ λ = R(1/n2 – 1/m2) (5)
ҳосил мешавад (ин ҷо R = k2mee4/4πcħ3 = 1,097∙107 м–1 собитаи Ридберг, ё R=13,6 эВ мешавад, ки он ба нерӯи иондоршавии атоми гидроген мувофиқат мекунад).
Line 28 ⟶ 31:
4. МSZ = ħmS – бо адади кванитии магнитии спинӣ mS = +1/2 ё – 1/2 (ҳамагӣ 2 қимат мегирад).
Ҳамин қиматҳои ададҳои квантии n, ℓ, mℓ ва mS ҳолати электронро дар атоми ҳидроген таъйин мекунанд. Ин ҳолатҳо маъмулан бо 1s, 2s, 2p, 3s, 3p, 3d ва ғайра ишорат мешаванд, ки дар онҳо рақамҳо қимати n-ро ифода мекунанду ҳарфҳо – қиматҳои мутобиқ ба ℓ =0, 1, 2, 3, …-ро (ниг. Ҷадвали 1).
{| class="wikitable"
!n
!1
!2
!3
!4
|-
|қабат
|K
|L
|M
|N
|-
|ℓ
|0
|01
|012
|0 1 2 3, ...
|-
|зерсавияҳо
|1s
|2s 2p
|3s 3p 3d
|4s 4p 4d 4f
|}
Шумораи умумии ҳолатҳои гуногун бо адади квантии асосӣ – n муайян карда мешавад:
| |||