UVOD U ATOMSKU I KVANTNU FIZIKU OTKRIE ATOMA

UVOD U ATOMSKU I KVANTNU FIZIKU OTKRIĆE ATOMA

I DEO

Razvoj ideje atoma Demokrit (5. v. pne. ), atomi-nedeljive čestice Značajnu ulogu imaju i naučnici: Dalton, Braun, Avogardo, Mendeljejev, Faradey. . . Dalton, 1810. - spajanje elemenata u stalnim masenim odnosima Faraday, 1834. , elektroliza William Crookes, 1879. , katodne zrake

sila Ruđer Bošković (18. vek) razmak Zavisnost Boškovićeve sile od udaljenosti od atoma Zavisnost sile između dva vodonikova atoma od njihovog razmaka (kvantna teorija)

Ruđer Bošković u svom delu “Teorija prirodne filozofije” izlaže originalne ideje o atomima. Atomi su po njemu fizičke tačke(materijalne tačke) , centri inercije i centri aktivnih sila usled kojih nastaje privlačenje i odbijanje. Objašnjava tako koheziju, gravitaciju, elastičnost R. Bošković-zasniva DINAMIČKU ATOMISTIKU

Atomska fizika u početku proučava ceo atom, a zatim kako je otkriveno da se atom sastoji od sitnijih čestica atomska fizika proučava elektronski omotač dok jezgro proučava nuklearna fizika. Iz atomske danas se razvija kvantna fizika i spektroskopija , a iz nuklearne fizike izdvaja se fizika elementarnih čestica Prvi atomi koji se proučavaju su: 1 , He+ , Li 2+ H 1 2 3 Imaju po jedan elektron u elektronskom omotaču Balmer-proučava spektre u vidljivoj oblasti atoma vodonikaspektralne linije se zgušnjavaju

Balmerova formula R = 1, 097 · 107 m-1 Rydbergova konstanta Rydbergova relacija n = 1, m = 2, 3, 4. . . - Lymanov niz n = 2, m = 3, 4, 5. . . - Balmerov niz n = 3, m = 4, 5, 6. . . - Paschenov niz n = 4, m = 5, 6, 7. . . - Brackettov niz n = 5, m = 6, 7, 8. . . - Pfundov niz SPEKTRALNE SERIJE

Balmerov niz Paschenov niz Brackettov niz Pfundov niz Lymanov niz n n=6 n=5 n=4 n=1 n=3 n=2

XIX vek Mendeljejev-formira periodni sistem elemenata. Svrstava elemente u 8 grupa i 7 perioda na osnovu fizičkih i hemijskih osobina atoma Do tada su poznata 63 hemijska elementa (ostavljena su prazna mesta za elemente koji će tek biti otkriveni) Ovaj periodni sistem će vrlo malo biti prepravljen razvojem kvantne mehanike. James Clerk Maxwel –otkriće elektromagnetnih talasaatomi emituju emt William Crookes, 1879. , katodni zraci-snop elektrona “ATOM JE DELJIV”

Tomson –određuje specifično naelektrisanje elektrona

Thomsonov model atoma Model atoma vodonik ugljenik

Rutherfordov model atoma fluorescentni zaklon izvor čestica listić zlata

Raderfor – dinamički –planetarni model atoma Elektroni kruže oko pozitivnog jezgra Šta je u jezgru? Neutroni još uvek nisu bili otkriveni.

Jezgra atoma, oko 10 -15 m

Energija atoma Kin. energ. elektrona: Pot. energ. elektrona u vodonik atomu: kin. energ. elektrona + pot. energ. elektrona = energija atoma Fcp = Fc ·

KRAJ I DEO

II DEO

Borov model atoma Niels Henrik David Bohr Nalazi zamerke Raderfordovom modelu atoma jer po tom modelu elektroni koji se kreću oko jezgra moraju da emituju EMT i time gube energiju i na kraju padnu na jezgro emitujući kontinualno zračenje. Nils Henrik Dejvid Bor (7. oktobar 1885. — 18. novembar 1962) je danski fizičar Jedan je od najistaknutijih naučnika 20. veka. Tvorac je savremene atomistike.

jezgra elektron

N. Bohr dopunjuje Rutherford-ov model atoma i postavlja svoj model koji zasniva na tri postulata. I POSTULAT Elektroni se u atomima mogu kretati oko jezgra samo po određenim orbitama tzv. Stacionarna stanja i pri tome niti emituju niti apsorbuju energiju. Na ovaj način su objašnjena stacionarna stanja (n=1, 2, 3. . ) elektrona u atomu-stabilnost atoma.

II POSTULAT Moment impulsa elektrona u atomu je kvantovana veličina -moment impulsa je celobrojni umnožak ћ konstante Na ovaj način moguće je izračunati poluprečnik , brzinu i energiju elektrona u stacionarnim stanjima.

III POSTULAT Kada elektron prelazi iz jednog stacionarnog stanja u drugo on pri tome mora da emituje ili apsorbuje kvant energije koji je jednak razlici ta dva energetska nivoa. Ovim postulatom objašnjava pojavu linijskog spektra.

Bohrov model atoma L r e v L = mevr - moment količine kretanja elektrona n = 1, 2, 3. . . – kvantni broj

Poluprečnik prve putanje vodonika (n = 1): Borov radijus Poluprečnici viših putanja vodonika: 22 r 1, 32 r 1, 42 r 1. . .

E 1 = -13, 60 e. V Energija prvog nivoa atoma vodonika

E 1 = -13, 60 e. V E 2 = - 3, 40 e. V E 3 = - 1, 51 e. V E 4 = - 0, 85 e. V E 5 = - 0, 54 e. V E 6 = - 0, 38 e. V E 1 = 0 E 2 = -3, 40 e. V + 13, 60 e. V = 10, 2 0 e. V E 3 = -1, 51 e. V + 13, 60 e. V = 12, 09 e. V E 4 = - 0, 85 e. V + 13, 60 e. V = 12, 75 e. V E 5 = - 0, 54 e. V +13, 60 e. V = 13, 06 e. V E 6 = - 0, 38 e. V +13, 60 e. V = 13, 22 e. V E = 0 – (-13, 60 e. V) = 13, 60 e. V Stacionarno energetsko stanje

Energijski spektar vodonikovog atoma 1, 2, 3. . . – redni broj putanje ili energijskog stanja