Calculaţi: a) cea mai scurtă lungime de undă şi cea mai mare lungime de undă din seria Lyman pentru atomul de hidrogen; b) aceeaşi cerinţă pentru seria Balmer.
-
seria Lyman, în UV
n1 = 1, n2 = 2,3,4,…
seria Balmer, în VIZ;
n1 = 2, n2 = 3,4,5,…
seria Paschen, în IR
n1 = 3, n2 = 4,5,6,…apropiat;
seria Brackett
n1 = 4, n2 = 5,6,7,…
seria Pfundt
n1 = 5, n2 = 6,7,8,…
seria Humphrey
n1 = 6, n2 = 7,8,9,…, ultimele trei fiind toate în IR îndepărtat.
STRUCTURA ATOMULUI
MODELUL ATOMIC RUTHERFORD
obiective
1. Enumerarea unor date istorice despre aparitia notiunii de “atom”;
3. Enumerarea unor deficienţe ale modelului Thompson;
4. Descrierea experimentului Rutherford;
5. Descrierea calitativă a modelului planetar;
6. Enumerarea unor deficienţe ale modelului planetar.
Scurt istoric al teoriei atomice şi descoperirea structurii atomice
Scurt istoric al teoriei atomice şi descoperirea structurii atomice
Meditaţiile filosofice atomiste datează încă de pe vremea vechilor gânditori greci şi indieni ai secolelor al VI-lea şi al V-lea î.d.Ch.
Noţiunea de atom apare pentru prima dată către anul 450 î.d.Ch. Filosoful grec Leucip dezvoltă teoria conform căreia materia nu este infinit divizibilă şi introduce noţiunea de atomos, ceea ce nu poate fi divizat.
Câţiva ani mai târziu, Democrit, un discipol al lui Leucip, defineşte materia ca fiind un ansamblu de particule indivizibile, invizibile şi eterne: atomul.
Câţiva ani mai târziu, Democrit, un discipol al lui Leucip, defineşte materia ca fiind un ansamblu de particule indivizibile, invizibile şi eterne: atomul.
În secolul al XIX-lea, John Dalton a vrut să cunoască de ce se sparg substanţele în constituenţi proporţionali, şi in anul 1803, a elaborat o teorie atomică proprie care explica “Legea proporţiilor multiple”, afirmând că din moment ce substanţele se combină numai în proporţii integrale, atomii trebuie să existe la baza materiei.
În secolul al XIX-lea, John Dalton a vrut să cunoască de ce se sparg substanţele în constituenţi proporţionali, şi in anul 1803, a elaborat o teorie atomică proprie care explica “Legea proporţiilor multiple”, afirmând că din moment ce substanţele se combină numai în proporţii integrale, atomii trebuie să existe la baza materiei.
Pentru Dalton, fiecare element chimic a fost reprezentat printr-un tip de atom, şi vice-versa.
În ultima parte a secolului al XIX-lea, Willian Crookes a inventat tubul cu raze catodice (denumit şi tub Crookes) şi a fost primul care a observat particule încărcate negativ într-un astfel de tub.
În ultima parte a secolului al XIX-lea, Willian Crookes a inventat tubul cu raze catodice (denumit şi tub Crookes) şi a fost primul care a observat particule încărcate negativ într-un astfel de tub.
Aproape de trecerea către secolul al XX-lea, J.J. Thomson, în urma cercetărilor sale privind razele catodice, a descoperit că atomii sunt, de fapt, divizibili, fiind parţial compuşi din particule foarte uşoare încărcate negativ (dovedite a avea proprietăţi identice indiferent de elementul chimic de la care proveneau), ce au fost numite mai târziu electroni.
Modelul atomic Thomson
Modelul Thomson este un model clasic care presupune că atomul e alcătuit din electroni dispuşi în interiorul unei sfere cu raza de ordinul 10-10m, încărcate uniform cu o sarcină pozitivă.
Modelul este denumit şi "cozonacul cu stafide" datorită asemănarii dintre dispunerea particulelor negative în norul de sarcină pozitivă şi a stafidelor în aluat.
A fost propus de către J.J. Thomson în anul 1906, înainte de descoperirea nucleului atomic.
El presupunea că electronii oscilează în jurul unei poziţii de echilibru atunci când li se comunică energie, atomul emiţând radiaţii de diverse frecvenţe
Deficienţe ale modelului Thompson
Frecvenţa radiaţiei emise putea avea orice valoare, lucru infirmat de seriile spectrale descoperite experimental.
În 1909, experimentele lui Geiger şi Marsden pun în evidenţă împrăştierea particulelor la trecerea printr-o foiţă metalică, fenomen ce nu putea fi explicat pe baza modelului Thomson. Ernest Rutherford a intuit că sarcina pozitivă este concentrată într-un volum mic în interiorul atomului.
Tot Rutherford a descoperit că hidrogenul posedă cel mai uşor nucleu, pe care l-a numit proton (în limba greacă, προτου înseamnă „primul”).
Elaborarea modelului
Elaborarea modelului
Hans Geiger şi Ernest Marsden în anul 1909 au studiat, sub îndrumarea lui Ernest Rutherford, împrăştierea particulelor α la trecerea printr-o foiţă subţire din aur.
S-a constatat, însă, că unele dintre ele erau deviate cu unghiuri mai mari decât 90° sau chiar cu 180°, dar Conform modelului atomic elaborat de Thomson, particulele trebuiau să fie deviate cu câteva grade la trecerea prin metal din cauza forţelor electrostatice.
Aceast fapt a fost explicat prin existenţa unei neuniformităţi a distribuţiei de sarcină electrică în interiorul atomului.
Modelul atomic Rutherford
Modelul atomic Rutherford, elaborat de Ernest Rutherford în 1911, este primul model planetar al atomului.
Conform acestui model:
atomul este format din nucleu de rază 10-14 ÷ 10-15m , în care este concentrată sarcina pozitivă, şi
electroni care se rotesc în jurul nucleului pe orbite circulare, asemeni planetelor în Sistemul Solar.
Nu explica stabilitatea atomului. Fiind elaborat în concordanţă cu teoriile clasice, presupunea că electronii aflaţi în mişcare circulară, deci accelerată, emit constant radiaţie electromagnetică pierzând energie. Prin urmare, în timp, electronii nu ar mai avea suficientă energie pentru a se menţine pe orbită şi ar "cădea" pe nucleu.
De asemenea, frecvenţa radiaţiei emise ar fi trebuit să ia orice valoare, în funcţie de frecvenţa electronilor din atom, fapt infirmat de studiile experimentale asupra seriilor spectrale.
Pentru a explica de ce electronii „nu cad, în spirală, pe nucleu”, Niels Bohr a dezvoltat un model al atomului în care, folosind rezultatele mecanicii cuantice, electronii nu pot să parcurgă decât orbite circulare fixate.
Pentru a explica de ce electronii „nu cad, în spirală, pe nucleu”, Niels Bohr a dezvoltat un model al atomului în care, folosind rezultatele mecanicii cuantice, electronii nu pot să parcurgă decât orbite circulare fixate.
Importanţă
Importanţă
Modelul lui Rutherford a introdus ideea unei structuri a atomului şi a existenţei unor particule componente, precum şi posibilitatea separării acestora. Reprezentând punctul de plecare al modelului Bohr, a dus la separarea a două domenii, fizica nucleară, ce studiază nucleul, şi fizica atomului, ce studiază structura electronică a atomului.
În ciuda deficienţelor, caracterul descriptiv al modelului a permis utilizarea ca simbol al atomului şi energiei atomice.
Verificare
Cine a fost parintele notiunii de atom?
În ce consta modelul lui Thomson?
În ce a constat experimetul Ruherford?
În ce consta modelul lui Rutherford?
tema
Repetaţi marimile caracteristice miscarii circulare si forţa centrifuga
