Το ατομικό πρότυπο του Bohr

Το μοντέλο του ατόμου που περιγράψαμε στην Α Λυκείου βασίστηκε στις απόψεις του Bohr Το ατομικό πρότυπο του Bohr αποτελεί συνέχεια του πλανητικού μοντέλου του Rutherford και μπορεί να περιγραφεί συνοπτικά με τις περίφημες δυο συνθήκες του: Την μηχανική συνθήκη( 1η) και την οπτική συνθήκη (2η)

1η συνθήκη(μηχανική συνθήκη) 1η συνθήκη(μηχανική συνθήκη) Τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα σε καθορισμένες κυκλικές τροχιές. Κάθε επιτρεπόμενη τροχιά έχει καθορισμένη ενέργεια, είναι δηλαδή κβαντισμένη. Κάθε επιτρεπόμενη τροχιά χαρακτηρίζεται από έναν αριθμό , τον κύριο κβαντικό αριθμό n, o οποίος παίρνει τις τιμές 1,2,3,…………. Οι επιτρεπόμενες τροχιές ονομάζονται και στιβάδες (γνωστές από την Α λυκείου), χαρακτηρίζονται δε από τα γράμματα K,L,M,……που αντιστοιχούν στις τιμές 1,2,3 του κύριου κβαντικού αριθμού. Όσο μεγαλύτερη η τιμή του n, τόσο μεγαλύτερη η ακτίνα της επιτρεπόμενης τροχιάς

Ε1< Ε2 <Ε3<………<0 Για το άτομο του υδρογόνου η ολική ενέργεια του μοναδικού του ηλεκτρονίου υπολογίστηκε ότι είναι: Έτσι: 18 1 2.18.10 , J E - = Παρατηρήσεις: Ε1< Ε2 <Ε3<………<0 Όταν n→ , τότε Ε=0. Στην περίπτωση αυτή λέμε ότι το άτομο έχει ιοντιστεί. Ένα άτομο είναι σε θεμελιώδη κατάσταση όταν τα ηλεκτρόνια του βρίσκονται το πλησιέστερο δυνατόν στον πυρήνα.Σε αντίθετη περίπτωση λέμε ότι το άτομο βρίσκεται σε διέγερση

2η συνθήκη του Bohr (οπτική) Το ηλεκτρόνιο εκπέμπει ή απορροφά ενέργεια όταν μεταπηδά από μια τροχιά (ενεργειακή στάθμη) σε μια άλλη τροχιά Όταν το ηλεκτρόνιο μεταπίπτει από μια τροχιά υψηλότερης ενέργειας σε μια άλλη χαμηλότερης ενέργειας, τότε εκπέμπεται ακτινοβολία Στην αντίθετη περίπτωση απορροφάται ακτινοβολία

Η κβαντική θεωρία του Planck (1900) «βοηθά» στην στήριξη του μοντέλου του Bohr(1913) O Planck είχε υποστηρίξει ότι η ακτινοβολία εκπέμπεται όχι με συνεχή τρόπο αλλά σε μικρά πακέτα τα κβάντα, τα οποία ονόμασε φωτόνια. Κάθε κβάντο μεταφέρει ενέργεια Ε= h.ν, όπου ν η συχνότητα της ακτινοβολίας και h μια σταθερά, η σταθερά του Planck με h=6,63.10-34J.s O Bohr λοιπόν υιοθετεί τις απόψεις του Planck και οδηγείται στην εξίσωση: όπου ΔΕ η ενέργεια της ακτινοβολίας που εκπέμπεται ή απορροφάται κατά την μετάπτωση ενός ηλεκτρονίου από μια αρχική ενεργειακή στάθμη Εi σε μια τελική Εf Προφανώς όταν Εi <Εf , τότε ΔΕ>0, ενώ όταν Εi >Εf , τότε ΔΕ<0, γι’αυτό και η χρήση απολύτου στην εξίσωση

Το πρότυπο του Bohr εξηγεί τα φάσματα

Για να μην σχεδιάζουμε τροχιές χρησιμοποιούμε τα ενεργειακά διαγράμματα. Έτσι : 5 E Το eV είναι μονάδα ενέργειας. Ισχύει 1 eV=1,6.10-19J

Το ηλεκτρόνιο « επιδιώκει » να βρίσκεται στην θεμελιώδη κατάσταση και όχι στις διεγερμένες. -

Φάσματα εκπομπής Έστω ότι για κάποιο λόγο το ηλεκτρόνιο βρίσκεται σε διεγερμένη κατάσταση. Σε απειροελάχιστο χρόνο αποδιεγείρεται και εκπέμπεται ένα φωτόνιο. Ποιες είναι όμως οι δυνατές αποδιεγέρσεις ;

Φάσματα εκπομπής ….. …..

Φάσματα απορρόφησης Ένα άτομο μπορεί να διεγερθεί με προσφορά ενέργειας. Η προσφορά αυτή μπορεί να προέλθει από τα φωτόνια μιας ακτινοβολίας. Θα απορροφηθούν μόνο τα φωτόνια εκείνα που προκαλούν διεγέρσεις. Ποιες είναι όμως οι δυνατές διεγέρσεις ;

Φάσματα απορρόφησης ….. …..

Τα ατομικά φάσματα

Τα ατομικά φάσματα

ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Το υδρογόνο(αλλά και κάθε αέριο) όποιες συχνότητες εκπέμπει , αυτές και απορροφά. Τα φάσματα των αερίων είναι γραμμικά

Το μοντέλο του Bohr «πάσχει» Δεν μπόρεσε όμως να ερμηνεύσει τα φάσματα εκπομπής των πολυηλεκτρονικών ατόμων (2He, 11Na, κλπ), γι’ αυτό και 12 χρόνια αργότερα εγκαταλείφθηκε. Την θέση του πήρε το κβαντομηχανικό μοντέλο του ατόμου, το οποίο και αποτελεί τις σύγχρονες αντιλήψεις για την δομή του ατόμου