Строение атома, теории Томсона, Резерфорда. Первый и второй постулаты Бора. Атомные спектры.

Теория Томпсона («Кекс с изюмом») 1903 год: Атом представляет собой электронейтральную сферу, в которой в облаке положительного заряда, равного размеру атома, содержатся маленькие, отрицательно заряженные «корпускулы», суммарный электрический заряд которых равен заряду положительно заряженного облака, обеспечивая электронейтральность атомов.

Теория Резерфорда (Планетарная модель атома): В центре атома находится положительно заряженное ядро с зарядом Z (порядковый номер элемента), по круговым орбитам вращаются отрицательно заряженные электроны.

Недостатки:

Центростремительная, сила, удерживающая электрон на орбите радиусом г, представляет кулоновскую силу притяжения электрона к ядру:

где εо = 8,85 • 10-12 Ф/м — электрическая постоянная; m — масса электрона, кг; v — скорость электрона на орбите, м/с. Энергия электрона должна постепенно убывать, а вместе с ней и скорость вращения электрона вокруг ядра. Электрон в конце концов должен упасть на ядро. Однако атомы — достаточно устойчивые образования и могут существовать миллиарды лет.

Постулаты Бора:

1) Условие стационарности: электрон в атоме может находится только в некоторых определенных устойчивых состояниях, называемых стационарными, или квантовыми, каждому из которых соответствует определенная энергия. В этих состояниях атом не излучает.
Из всех возможных состояний в атоме реализуются только те, для которых момент импульса равен целому числу постоянных Планка (h=6,63*10^-34 Дж/с), деленных на .
Условие квантования орбит:

2) При переходе из 1 стационарного состояния в другое атом излучает и поглощает энергию электромагнитного излучения определенными порциями – квантами или фотонами. Условие частот:

Атомные спектры – спектры испускания электромагнитных волн одиночными атомами. Обусловленные электронными переходами между стационарными орбитами. При переходе с одной орбиты на другую излучается или поглощается квант энергии с определенной частотой:

При переходе с внешней орбиты на первую – серия Лаймана, частоты в УФ области. При переходе с любой внешней на вторую – серия Бальмера, ближняя УФ и видимая область. При переходе с любой внешней на третью – серия Пашена, инфракрасная область. При переходе с любой внешней орбиты на четвертую – серия Брэкета, далекая инфракрасная область.