Спектр атома водню
Для повноти картини розглянемо спектральну серію III. Щоб дізнатися, куди потрапляють лінії цієї серії, обчислимо для них найбільшу частоту. Вона виходить з (49.2) при n = 3 і m = ∞. Тоді маємо: ν∞3 = 3.29 * 1015/9 = 0.363х1015 (Гц). Це відповідає класичній довжині хвилі (λ = c / ν): λ∞3 = 2.99х108 / 0.363х1015 = 824 (нм). Відомо, що видиме світло займає діапазон приблизно від 400 до 800 (нм). Отже, всі лінії серії III знаходяться в інфрачервоній області, т. Е. Вони невидимі. Серія № 3 носить ім’я Пашена. Маючи інфрачервоний спектрометр, можна виявити в цій області також серію брекетах (n = 4), Пфунда (n = 5) та інші, що представляють скоріше теоретичний інтерес. Таким чином, з усього спектра атома водню людина може бачити тільки кілька фотонів із серії Бальмера (n = 2).
Отримані результати будуть більш наочні, якщо лінії спектра водню звести в таблицю. Щоб уникнути плутанини, номери енергетичних рівнів (n, m) в атомі водню взяті в круглі дужки. Значення енергії квантів поглинання, що утворюють серії (числа без дужок), пораховані до серії № 6 (серія Хемфрі).
Завдання. Пропонується розрахувати за формулою (49.2) серію ліній для n = 8 (раптом серію № 7 вже хтось порахував). Вийде серія № 8, яка буде лежати в дуже далекій інфрачервоній області (енергія квантів становитиме соті частки еВ). Цю серію читач може назвати своїм іменем.
Слід зауважити, що не всі лінії поглинання, зазначені у таблиці 1, можна побачити навіть за допомогою спектрометра. Багато що залежить від інтенсивності – ймовірності переходу електрона між конкретними орбітами. Якщо ймовірність переходу мала, наприклад, один-два на місяць, то це занадто мало, щоб вийшла чітка лінія Фраунгофера.
Доведемо, що теорія квантів підтверджується спектральними даними, конкретно, значенням постійної Рідберга. Для цього помножимо обидві частини рівняння (49.2) на h: hν = hR (1 / n2 – 1 / m2) = hR / n2 – hR / m2 (50.1). З теорії квантів: hν = Em – En (50.2). Підставивши (50.2) в (50.1), отримуємо: Em – En = hR / n2 – hR / m2 (50.3). Рівняння (50.3) буде вірно, якщо Em = – hR / m2 (50.4), і En = – hR / n2 (50.5). Рівняння (50.5) показує, що енергія електрона залежить від зворотного квадрата номера його орбіти. Підставляючи R в (50.5), отримуємо для першої орбіти (n = 1): Е1 = -4.136 * 10-15 * 3.29 * 1015 = – 13.6 (еВ), що прекрасно збігається з досвідченими даними (47.1). Якщо піти далі, то для n = 2: E2 = E1 / 4 = -13.6 / 4 = -3.4 (еВ), для № 3: E3 = -13.6 / 9 = -1.5, що повністю відповідає (47.1).
Ми довели, що теорія квантів пояснює лінійність атомних спектрів. Класична теорія МаксвеллаГерца не змогла це зробити.
Related posts:
- Теорія Бора атома водню Постулати Бора. У 1911 р після проведення дослідів з розсіювання альфа-частинок на атомах Дж. Резерфорд на підставі аналізу результатів експерименту висунув і обгрунтував планетарну модель будови атома. Відповідно до цієї моделі атом складається з важкого позитивно зарядженого ядра дуже малих розмірів (), навколо якого за деякими орбітах рухаються електрони. Радіуси цих орбіт становлять близько м. […]...
- Пероксид водню Пероксид (перекис) водню H2O2 відкритий в 1818 р Л. Ж. Тенаром при впливі розбавлених кислот на BaO2 і отримав назву “окисленої води”. Фізичні властивості Безбарвна в’язка рідина, яку можна переганяти без розкладання при зниженому тиску. Легко змішується з водою. Температура плавлення -0,8 ° C, температура кипіння 152,8 ° С. Чистий пероксид водню надзвичайно нестійкий і […]...
- Хімічні властивості водню Водень – горючий газ, він може згорати на повітрі. У суміші водню з киснем при кімнатній температурі реакція не протікає. Однак при підпалюванні суміші відбувається реакція з вибухом. Якщо обсяги водню і кисню знаходяться в співвідношенні 2: 1, то відбувається сильний вибух. Таку суміш називають гримучим газом. Чистий водень в пробірці згоряє з тихим звуком. […]...
- Спектр поглинання Атоми випромінюють світло, переходячи із збудженого стану в основний. Але речовина може не тільки випромінювати, але й поглинати світло. Атом, поглинаючи світло, здійснює зворотний процес – переходить з основного стану в збуджений. Знову розглянемо розріджений атомарний газ, але цього разу в холодному стані (при достатньо низькій температурі). Світіння газу ми не побачимо; не будучи нагрітим, […]...
- Перекис водню Перекис водню – більш багате киснем окис в порівнянні з водою. Формула перекису H2О2, але це не означає, що в даному з’єднанні кисень одновалентен. У молекулі перекису водню між двома атомами кисню є одна загальна електронна пара. Сполучені таким чином атоми кисню містяться не тільки в перекису водню, але і в будь-який інший перекису і […]...
- Характеристика водню Водень – перший хімічний елемент Періодичної системи Менделєєва. У водню найменший і самих легкий атом, його маса дорівнює 1 а. е. м. Водень є найпоширенішим хімічним елементом у Всесвіті. Його дуже багато в зірках, у тому числі і у складі Сонця. На Землі водень не є найпоширенішим елементом, проте він входить до складу такої важливої […]...
- Пероксид водню: визначення Пероксид водню – важка рідина блакитного кольору Н2О2. Будова пероксид водню. Зв’язки в пероксиді сильно асоційовані з-за наявності водневих зв’язків. Пероксид водню змішується з водою в необмежених кількостях. Якщо чиста речовина потрапляє на оголений ділянку шкіри, то відчувається неприємне печіння, внаслідок чого виникає сильний хімічний опік. Спочатку була отримана в 1818 році французьким хіміком Луї […]...
- Місце водню в Періодичній системі Атом водню складається з одного протона і одного електрона. Його електронна конфігурація 1s1. Цей найпростіший атом не має аналогів в Періодичній системі. Він здатний втрачати електрон і перетворюватися на катіон H +, і в цьому він подібний з лужними металами. Атом водню також може приєднувати електрон, утворюючи при цьому аніон Н-, в цьому відношенні водень […]...
- Особливості процесу перенесення водню і циклу Кребса Треба відзначити, що в циклі Кребса використовується 6 молекул води, а утворюється (при взаємодії водню з киснем) 12 молекул. Вода є побічний продукт катаболізму; це знайшло своє відображення в наведеному раніше сумарному рівнянні реакції розщеплення глюкози. З наведених тут даних випливає, що зупинити процес аеробного дихання можна декількома способами. Цілком очевидно, що аеробне дихання припиниться […]...
- Отримання водню В лабораторії: Взаємодія металу з розведеними розчинами сірчаної та соляної кислот, реакція проводиться в апараті Кіппа: Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2. Взаємодія алюмінію або кремнію з водними розчинами лугів: 2Al + 2NaOH + 10H2O = 2Na [Al (H2O) 2 (OH) 4] + 3H2; Si + 2NaOH + H2O = Na2SiO3 + 2H2. У […]...
- Порівняння атома і молекули Атом – це найдрібніша, хімічно неподільна частинка речовини. Всі речовини складаються з атомів. Те, що атоми існують, припускав ще Демокріт в IV ст. до н. е. Однак довести, що атоми дійсно існують, вчені змогли тільки в XIX столітті. Існує більше 100 видів атомів. Вони відрізняються один від одного своєю будовою. Коли вище було сказано, що […]...
- Дія ферменту каталази на пероксид водню Щоб побачити, як працює фермент, візьміть трохи пероксиду водню. Перелийте його в хімічний стакан або в майонезну банку і приступіть до досліду. Ви бачите прозору безбарвну рідину. Наріжте бульбу картоплі якомога дрібніше або натріть його на тертці. Покладіть шматочки картоплі в посудину з пероксидом водню – відразу ж почнеться реакція. Рідина спіниться за рахунок кисню, […]...
- Будова ядра атома Після дослідів Резерфорда, які виявили пристрій атома, природно, виникло запитання: з чого складається атомне ядро? Відповіді довелося чекати двадцять років – до відкриття нейтрона. Ядро найпростішого атома водню, як ви пам’ятаєте, було названо протоном. Протон має позитивний заряд e = 1,6 ■ 10-19 Кл (рівний по модулю заряду електрона) і масу mp = 1,6726 ■ […]...
- Валентні стани атома вуглецю Ви вже знаєте, що електронні орбіталі характеризуються різними значеннями енергії, різної геометричної формою і спрямованість у просторі. Так, 1s-орбіталь має більш низькою енергією. Потім слід 2s-орбіталь, що володіє більш високою енергією. Обидві ці орбіталі мають форму сфери. Природно, 2s-орбіталь більше 1s-орбіталі: велика енергія є наслідком більшого середньої відстані між електронами і ядром. Три 2р-орбіталі гантелеобразная […]...
- Компоненти атома Більшу частину обсягу атома становить вільний простір. Майже вся маса атома зосереджена в ядрі. Для характеристики ваги атомів вчені використовують шкалу відносних атомних ваг, по якій вага атома вуглецю дорівнює 12. Вага протона приблизно в 1800 разів більше, ніж вага електрона, а нейтрон важить майже стільки ж, скільки протон. Елементом називають форму матерії, що складається […]...
- Спектр електромагнітного випромінювання Спектр електромагнітного випромінювання охоплює широкий діапазон частот електромагнітних (ЕМ) хвиль. Ці взаємно перпендикулярні коливання електричного і магнітного полів несуть енергію і можуть поширюватися у вакуумі. Різні ділянки спектра відповідають різним частотам ЕМ хвиль. В порядку зростання частоти (і убування довжини хвилі) ми розрізняємо радіохвилі, мікрохвилі, інфрачервоне випромінювання, видиме світло, ультрафіолетове випромінювання, рентгенівські промені і гамма-випромінювання. […]...
- Магнітний момент атома Згадаймо, що представляє собою атом. Це кілька електронів, що обертаються навколо ядра. Але ж це теж електричний струм, хоча і зовсім незначний! В результаті атом стає мікроскопічної рамкою з струмом. Таким чином, атоми можуть взаємодіяти з магнітним полем завдяки своєму магнітному моменту. Крім того, оскільки електрони обертаються, вони, як і атом в цілому, мають деякий […]...
- Чим відрізняється дифракційний спектр від дисперсійного? В оптиці розрізняють дифракційний і дисперсійний світлові спектри. У чому їх особливості? Чим відрізняється дифракційний спектр від дисперсійного? Що являє собою дифракційний спектр? Даний спектр утворюється при проходженні світла через безліч невеликих отворів або щілин. Так, його можна розглядати, якщо прискіпливіше подивитися на сонце або лампу. Якщо звернути увагу на місяць взимку в мороз, то […]...
- Як позначають структуру атома при записі Наприклад, звичайний водень: Ядро з зарядом +1 або Z = 1 Нейтронів у нього немає, так що N = 0 Значить масове число атома (сума протонів і нейтронів): А = Z + N = 1 Кожен протон і нейтрон по масі майже дорівнює 1 а. е. м, значить маса всього атома звичайного водню 1 а. […]...
- Синтез окису вуглецю і водню Пропускаючи над дрібно роздробленим нікелем суміш окису вуглецю і водню при 250 °С, Сабатьє (1902) отримав метан: Надалі Ф. Фішер і Тропш більш детально вивчали цю реакцію як при високому тиску, так і при атмосферному у присутності кобальтових і залізних каталізаторів. Виявилося, що при 100-200 am і температурі до 400 °С виходить суміш, що складається […]...
- Спектр і спектральний аналіз Промені різних кольорів переломлюються по-різному. Так, наприклад, червоні світлові промені в повітрі найменше відхиляються скляною призмою до основи останньої. Навпаки, фіолетові промені у повітрі найбільше переломлюються скляною призмою. У порядку зростаючої переломлюваності йдуть промені наступних квітів: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, синій і фіолетовий. Якщо з горизонтальною вузької щілини, освітленій білими променями, пропустити через горизонтально […]...
- Порівняння атома і ядра Атомна і ядерна фізика істотно розрізняються за масштабами об’єктів вивчення. Атоми, маючи майже таку ж масу, як і ядра, займають набагато більше місця в просторі. Розміри атомів ~ 10-10 м, що майже на 5 порядків більше розмірів ядер. Ядра упаковані дуже щільно, і зруйнувати їх набагато важче, ніж атоми. Необхідні для цього енергії різняться в […]...
- Будова атома Знання будови атома дає можливість передбачити властивості елементів, простих і складних елементів, пояснювати механізми виникнення хімічних реакцій. Сьогодні вважають, що фундаментальними частинками атома є кварки і лептони. Електрон відноситься до лептонам. А протон і нейтрон складаються з трьох кварків кожен, які з’єднані глюонами. Протони і нейтрони (нуклони) утримуються в ядрі дуже сильними ядерними силами, які […]...
- Як визначити заряд ядра атома? Щоб визначити заряд ядра атома, потрібно добре розбиратися в: Будові і структурі самого атома і його ядра; Розуміти основні закони фізики і хімії; Мати на озброєнні періодичну таблицю Менделєєва для визначення атомного числа хімічного елемента. Для того щоб знайти і розрахувати заряд ядра атома, потрібно: Знання того, що мікроскопічна частка будь-якої речовини має в своїй […]...
- Поняття атома і його структури Багато хто може стверджувати, що хімія – складна наука, яка зрозуміла далеко не всім. Але якщо серйозно засісти за підручники і почати з самих азів, то все виявиться далеко не таким похмурим. Перше, з чого варто почати – атом і його основні характеристики. Атом – це та найменша частка всього, що нас оточує, яка несе […]...
- Будова атома – коротко Найбільш точний спосіб визначення структури будь-якої речовини – це спектральний аналіз. Випромінювання у кожного атома елемента виключно індивідуальне. Однак, перш, ніж зрозуміти, яким чином відбувається спектральний аналіз, розберемося, яку структуру має атом будь-якого елемента. Перше припущення про будову атома було представлено Дж. Томсоном. Цей вчений тривалий час займався вивченням атомів. Більш того, саме йому належить […]...
- Основні відомості про будову атома Поняття “атом” прийшло до нас з Античності, але зовсім змінило той первісний зміст, який вкладали в нього стародавні греки (у перекладі з грецької “атом” означає “неподільний”). Етимологія назви “неподільний” відображає сутність атома з точністю до навпаки. Атом ділимо, що довели явища фотоефекту, радіоактивності, електролізу (згадайте, що це таке) і ін. Вивчення цих явищ визначило розробку […]...
- Чому ядро атома не розпадається? У фізиці існує чотири типи фундаментальних взаємодій між частинками і тілами, які вони складають. Це сильна, слабка, електромагнітне і гравітаційне взаємодії. Саме завдяки сильному взаємодії, яке проявляється в масштабах атомних ядер і відповідає за притягання між нуклонами, атом і є таким “міцним горішком”. Не так давно люди зрозуміли, що при розщепленні ядер атомів вивільняється величезна […]...
- Будова атома вуглецю В даний час органічну хімію розглядають як хімію з’єднань вуглеводу, але, віддаючи данину поваги історії, як і раніше продовжують називати її органічною хімією. Тому так важливо більш докладно розглянути будову атома цього елемента, характер і просторове напрямок утворюваних нею хімічних зв’язків. Атом вуглецю складається з ядра, що має позитивний заряд +6 (так як містить шість […]...
- Відкриття радіоактивності і модель атома Резерфорда Модель атома, запропонована Томсоном, проіснувала майже десять років. Але за цей час накопичилися нові наукові факти, які ця модель пояснити не могла, наприклад радіоактивність. Першовідкривачем цього явища можна вважати французького фізика Антуана Анрі Беккереля (1852-1908). У 1896 р йому вдалося випадково виявити, що солі урану володіють властивістю засвічувати в повній темряві фотографічну пластинку. Так як […]...
- Ядро атома Як відомо, при хімічних реакціях атоми хімічних елементів не змінюються. Вони лише переходять з однієї речовини в іншу. Довгий час вважалося, що атоми неподільні взагалі. Проте пізніше було з’ясовано, що атоми також складаються з окремих дрібніших частинок. Д. І. Менделєєв, складаючи періодичну таблицю, брав за основу атомну масу. Однак було незрозуміло, чому атоми з близької […]...
- Будова атома фосфору Фосфор (Р) – типовий неметалл з відносною атомною масою 31. Будова атома фосфору визначає його активність. Фосфор легко вступає в реакції з іншими речовинами та елементами. Будова Будова атома елемента фосфору відображено в періодичній таблиці Менделєєва. Фосфор розташований під 15 номером у п’ятій групі, третьому періоді. Отже, атом фосфору складається з позитивно зарядженого ядра (+15) […]...
- Будова атома кальцію Кальцій (Ca) – лужноземельний метал, що входить до складу мінералів. Через будову атома кальцій проявляє активні відновлювальні властивості. Відіграє важливу роль в метаболізмі і будівництві організму. Будова Кальцій – 20 елемент періодичної таблиці. Знаходиться в другій групі, четвертому періоді. Відноситься до елементів s-сімейства. Електронна будова атома кальцію – 1s22s22p63s23p64s2 або +20 Ca) 2) 8) 8) […]...
- Будова атома кисню Кисень (O) – життєво важливий газ, необхідний для дихання, підтримання горіння, окислення. Відноситься до групи халькогенів. Найпоширеніший на Землі елемент. Будова атома кисню дозволяє йому з’єднуватися з металами і неметалами, утворюючи оксиди. Будова Відповідно до положення в періодичній таблиці Менделєєва можна визначити будову атома елемента кисню. Це восьмий елемент, розташований в VI групі, другому періоді. […]...
- Будова атома сірки Сірка (S) – неметал, що відноситься до групи халькогенів. Будова атома сірки легко визначити, звернувшись до періодичної таблиці Менделєєва. Будова Сірка в періодичній таблиці знаходиться під 16 номером в третьому періоді, VI групі. Відносна атомна маса елемента – 32. Природна сірка має кілька ізотопів: 32S; 33S; 34S; 36S. Крім цього, штучно отримано 20 радіоактивних ізотопів. […]...
- Що таке енергія атома? Вчені століттями вважали атом неподільною часткою. Потім виявили, що його можна “розібрати” на складові частини, але це стосувалося тільки ядра і електронів, само атомне ядро все ще продовжували вважати неподільним. І тільки наприкінці XIX століття було встановлено, що ядра атомів теж можуть розпадатися на частини, випускаючи промені і тепло. Це явище було названо радіоактивністю. А […]...
- Квантово-механічна модель атома Орбиіаль – область простору всередині атома, у якій зосереджена велика частина заряду електрона. Орбіталь розглядається як сукупність імовірних (приблизно 90% можливих) положень електрона. Назва “орбіталь” (а не орбіта) відображає геометричне уявлення про стаціонарних станах електрона в атомі, підкреслюючи той факт, що стану електрона в атомі описується законами квантової механіки і відрізняється від класичного руху по […]...
- Гібридизація орбіталей атома вуглецю Гібридизація орбіталей – процес, при якому орбіталі, які спочатку були різних форм, а так само містили різну енергію, змішуються. При цьому відбувається утворення такої ж кількості гібридних орбіталей, які дорівнюють по формі і енергії. У атомів вуглецю, в гібридизації бере участь s-орбіталь. При цьому, кількість p-орбіталей, які здатні брати участь в гібридизації, варіюється від однієї […]...
- Планетарна модель будови атома Планетарна модель будови атома була створена Ернестом Резерфордом у 1911 році: атом являє собою планетну сонячну систему, в центрі якої перебуває об’єкт і навколо нього обертаються планети. Опишемо планетарну модель будови атома: 1. Центральну частину атома займає позитивно заряджене ядро. 2. Практично вся маса атома зосереджена в ядрі. 3. Навколо ядра на значній відстані від […]...
- Серія Серія (від лат. series — ряд) – сукупність видань, об’єднаних спільним задумом, тематикою, цільовим або читацьким призначенням, що виходять під спільною назвою серії, як правило, в однотипному оформленні. Періодичні або продовжувані С. складаються з нумерованих або датованих випусків. Неперіодичні видання утворюють відкриту С, якщо тривалість її випуску заздалегідь не встановлена, і закриту С, якщо її […]...