Hóa Lí căn bản - Phần 17

MẪU NGUYÊN TỬ BOHR

Mô hình hạt nhân của Rutherford phát biểu đơn giản rằng nguyên tử có một hạt nhân và các electron tích điện âm có mặt bên ngoài hạt nhân. Nó chẳng nói điều thêm điều gì, ví dụ như các electron đó được sắp xếp như thế nào và ở đâu. Nó cũng không thể giải thích tại sao các electron lại không rơi vào trong hạt nhân do lực hút tĩnh điện. Vào năm 1913, Niels Bohr đề xuất một mô hình mới của nguyên tử giải thích được một số đặc điểm này, đồng thời giải thích quang phổ phát xạ của hydrogen. Lí thuyết Bohr được xây dựng trên thuyết lượng tử Planck và được xây dựng trên các tiên đề sau đây.

Các tiên đề của lí thuyết Bohr

(1) Các electron chuyển động xung quanh hạt nhân trong những quỹ đạo tròn được phép nhất định và không có những quỹ đạo nào khác.

Các electron trong mỗi quỹ đạo có một năng lượng xác định và cách hạt nhân một khoảng cố định. Các quỹ đạo được gán kí hiệu n và từng quỹ đạo được đánh số 1, 2, 3,... (hoặc K, L, M,...) theo thứ tự khoảng cách đến hạt nhân tăng dần.

(2) Trong lúc chuyển động trong những quỹ đạo riêng này, electron không phát xạ (hay thất thoát) năng lượng.

Do đó, trong mỗi quỹ đạo này, năng lượng của mỗi electron vẫn giữ nguyên, tức là không tăng thêm cũng không giảm. Vì thế, các quỹ đạo riêng có sẵn cho electron trong một nguyên tử được gọi là các mức năng lượng dừng, hay gọi đơn giản là các mức năng lượng.

(3) Electron có thể chuyển từ mức năng lượng này sang mức năng lượng khác chỉ bằng các bước nhảy lượng tử, hay các bước nhảy photon.

Khi electron ở trong quỹ đạo có năng lượng thấp nhất (đó cũng là mức gần hạt nhân nhất), electron được gọi là ở trạng thái cơ bản. Khi electron được cấp năng lượng, nó hấp thụ một lượng tử hay một photon năng lượng và nhảy lên một mức năng lượng cao hơn. Khi đó, electron có thế năng và nó được gọi là ở trạng thái kích thích.

MẪU NGUYÊN TỬ BOHR

Hình 1.25
Các quỹ đạo tròn của electron hay các mức năng lượng dừng trong một nguyên tử.

Lượng tử hay photon năng lượng được phát xạ hay hấp thụ bằng độ chênh lệch giữa các mức năng lượng thấp và cao của nguyên tử

ΔE = Ecao - Ethấp = hν                                                         (1)

trong đó h là hằng số Planck và ν là tần số của photon năng lượng được phát ra hay hấp thụ.

(4) Moment động lượng (mvr) của mỗi electron đang quay xung quanh hạt nhân bằng một bội số nguyên của hằng số Planck chia cho 2p.

Moment động lượng = mvr = n(h/2π)                     (2)

trong đó m = khối lượng electron, v = vận tốc của electron, r = bán kính quỹ đạo; n = 1, 2, 3,... và h = hằng số Planck.

Bằng cách thay các giá trị 1, 2, 3 cho n, ta lần lượt thu được các giá trị moment động lượng

h/2π, 2h/2π, 3h/2π,...

Không có các giá trị phân số của h/2p. Vì thế, người ta nói moment động lượng bị lượng tử hóa. Số nguyên n trong phương trình (2) có thể được dùng để kí hiệu cho một quỹ đạo và một mức năng lượng tương ứng n được gọi là số lượng tử chính của nguyên tử.

MẪU NGUYÊN TỬ BOHR

Hình 1.26
Electron hấp thụ một photon ánh sáng khi nó nhảy từ một quỹ đạo năng lượng thấp lên quỹ đạo năng lượng cao hơn và một photon được phát ra khi electron nhảy trở lại mức năng lượng thấp ban đầu.

Sử dụng các tiên đề trên và một số định luật vật lí cổ điển, Bohr có thể tính ra bán kính của từng quỹ đạo của nguyên tử hydrogen, năng lượng gắn liền với mỗi quỹ đạo và bước sóng của bức xạ phát ra trong các chuyển tiếp giữa các quỹ đạo. Các bước sóng tính được theo phương pháp này ăn khớp một cách tuyệt vời với các bước sóng trong quang phổ thực tế của hydrogen, đó là một thành công lớn cho mẫu nguyên tử Bohr.

Hóa Lí Căn Bản - Arun Bahl, B.S. Bahl, G.D. Tuli
Bản dịch của TVVL
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

 

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Extension Thuvienvatly.com cho Chrome

Các bài khác


Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 26)
16/04/2019
Chưng cất không khí lỏng Phương pháp điều chế các phần khác nhau của không khí được gọi là chưng cất phân đoạn. Mỗi
Bảng tuần hoàn hóa học tốc hành (Phần 25)
16/04/2019
Sự điện phân Thập niên gặt hái được nhiều thành tựu hơn hết thảy đối với các khám phá nguyên tố là 1800-10, khi các
3 câu hỏi lớn mà hình ảnh lỗ đen không trả lời được
13/04/2019
Một mạng lưới gồm các kính thiên văn vô tuyến trên khắp thế giới đã tạo ra được hình ảnh cận cảnh đầu tiên của cái
9 sự thật về lỗ đen có thể bạn chưa biết
12/04/2019
Thử hỏi trong vũ trụ còn thứ gì kì lạ hơn các lỗ đen? Những con quái vật hấp dẫn, lạ lùng này không những làm bẻ cong
Loại vật chất mới tồn tại đồng thời ở thể rắn và thể lỏng
12/04/2019
Một loại vật chất mới có thể vừa ở thể rắn vừa ở thể lỏng. Trong trạng thái chuỗi-nóng chảy này, các lớp tan chảy
Hình ảnh trực tiếp đầu tiên của một lỗ đen
11/04/2019
Bằng chứng tận mắt đầu tiên của một lỗ đen và “cái bóng” của nó đã được công bố vào hôm 10 tháng Tư vừa qua bởi
Thiên văn vật lí cho người bận rộn – Neil DeGrasse Tyson (Phần 3)
10/04/2019
Chương 3 HÃY SÁNG LÊN NÀO Sau vụ nổ lớn, chương trình nghị sự chính của vũ trụ là dãn nở, làm loãng dần mật độ năng
Ảnh chụp đầu tiên của lỗ đen sẽ được công bố trong tuần này
10/04/2019
Bạn sẽ thấy gì nếu nhìn thẳng vào trái tim tăm tối của thiên hà của chúng ta? Chúng ta sắp trả lời được câu hỏi này.

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com