АТОМ ТУЗИЛИШИ

O`ZBEKISTON RESPUBLIKASIOLIY VA O`RTA MAXSUS TA’LIM VAZIRLIGIISLOM KARIMOV NOMIDAGI TOSHKENT DAVLAT TEXNIKA UNIVERSITETI OLMALIQ FILIALI“MATEMATIK VA TABIIY-ILMIY FANLAR” KAFEDRASIKATTA O’QITUVCHISI JUMAYEV MANNON NAFASOVICHNINGUMUMIY VA NOORGANIK KIMYO FANIDAN TAYYORLAGANTAQDIMOTI  Olmaliq-2021

Ma’ruza rejasi:
Atomning yadroviy tuzilishi
Izotoplar, izobarlar va izotonlar.
Yadro reaksiyalari.
Atomlar spektri.
Nurning kvant nazariyasi.
Kvant mexanikasining nazariy asoslari.
Elektron bulut.
Shredinger tenglamasi.
Kvant sonlar.
Atomlarning elektron qavatlarini tuzilishi.

ATOM NIMA?

Atom – musbat zaryadlangan yadro va manfiy zaryadlangan elektronlardan iborat elektroneytral zarracha. Hozirgi kunda 2000 dan ortiq atom fanga ma’lum.

Birinchi atom tuzilishi to‘g‘risidagi nazariya 1903-yili ingliz olimi Tomson tomonidan yaratildi. Bu nazariya ion-elektron yoki statik nazariya deyiladi..

Джозеф Джон Томсон
(1856 – 1940)

Tomson nazariyasiga ko‘ra atom musbat zaryadlangan doira bo‘lib, bu zaryadning ichida doimo elektronlar tebranib turadi.Ana shu atomning musbat zaryadlangan qismi atomning butun qismini egallab turadi.

Цель эксперимента Э.Резерфорда:
проверить гипотезу Дж. Томсона на опыте. С точки зрения Резерфорда - частицы должны были легко "пробить" атом, похожий на пудинг и тем самым доказать справедливость модели атома Томсона.

Эрнест Резерфорд
(1871 – 1937)

1896 г. Анри Беккерель (франц.) открыл явление радиоактивности.
Радиоактивность – способность атомов к самопроизвольному излучению.
1899 г. Эрнест Резерфорд обнаружил, что это излучение неоднородно.

Фольга

Скорость a- частиц - 1/30 скорости света в вакууме

Далее

Опыты Резерфорда
1. В толстостенный свинцовый сосуд положили крупицу радия.
Излучение радия обнаружили с помощью фотопластинки.

2. Вокруг цилиндра создали сильное магнитное поле.
Излучение разделилось на три потока.

Следовательно, излучение состоит из потоков положительных частиц, отрицательных и нейтральных.
Положительные назвали альфа-частицами ( - частицы);
Отрицательные – бета-частицы ( - частицы);
Нейтральные – гамма-частицы ( - частицы) или - квантами или фотонами.

N

S

Стеклянный экран, покрытый специальным веществом




Радиоактивное вещество, излучающее - частицы.






Фольга из исследуемого
металла

1911 г. Резерфорд проводит опыты по исследованию строения атома.
1. Все частицы попадают на экран.




2. Сильное отклонение - частиц – результат действия на них положительно заряженной части атома, имеющей довольно большую массу.

- частицы ядро

По Резерфорду атом имеет планетарное строение.
В центре находится положительно заряженное ядро.
Вокруг ядра движутся электроны.
Атом нейтрален, т.к. заряд ядра равен общему заряду электронов.






Такое строение атома объясняет поведение - частиц

Эта модель не согласуется с наблюдаемой стабильностью атомов. По законам классической электродинамики вращающийся вокруг ядра электрон должен непрерывно излучать электромагнитные волны, а поэтому терять свою энергию. В результате электроны будут приближаться к ядру и в конце концов упадут на него.
Эта модель не объясняет наблюдаемые на опыте оптические спектры атомов. Оптические спектры атомов не непрерывны, как это следует из теории Резерфорда, а состоят из узких спектральных линий, т.е. атомы излучают и поглощают электромагнитные волны лишь определенных частот, характерных для данного химического элемента.

К явлениям атомных масштабов законы классической физики неприемлемы.

19

Атомнинг таркибидаги элементар заррачалар:

Ядро протон ва нейтрондан иборатлигини 1932 йил исботлаган – Д.Иваненко, Н.Гапон, Гейзенберглар

Атомнинг таркибини ўрганиш:

1910 йил Резерфорд ва шогирдлари:

Атомнинг планетар модели

20

Og‘ir metallarning atomlarini juda katta energiyali tez harakat qiluvchi zarrachalar oqimi bilan bombardimon qilish orqali qator yangi elementlar kashf etilgan. Agar uran tezlashtirilgan neytronlar bilan bombardimon qilinsa, 93-element neptuniy hosil bo’ladi. Bu yerda ketma-ket bir necha yadro reaksiyasi sodirbo‘ladi. 1939-yilda issiq neytronlar ta’sirida uran yadrosining bo‘linish reaksiyasi amalga oshirilgan:

21

22

Атом тузилиши – Атом ядросида протонлар ва нейтронлар жойлашган бўлиб, ядро майдонида электронлар тўхтовсиз айланма ҳаракатда бўлади. Электронлар ядро майдонидаги электрон поғоналарда ҳаракатланади. Поғоналар лотинча бош ҳарфлар билан белгиланган ва улар электрон поғоначалардан ташкил топган бўлади. Электрон поғоначалар эса орбиталлардан ҳосил бўлган бўлиб, ҳар бир орбиталда 2 та электрон жойлашади. Элемент атомларида электронлар поғоначаларда қуйидаги тартибда тўлиб боради:

1s22s22p63s23p64s23d104p65s24d105p66s24f145d106p67s25f146d107p6 ва ҳ.з.

23

Ядро заряди

24

d – орбиталлар

S - орбитал

p – орбиталлар

f - орбитал

25

26

27

28

1913 йил Нильс Бор:

Борнинг биринчи постулати: Электронлар ядро атрофида стационар орбита бўйича энергия ютмасдан ҳам ажратмасдан ҳам айланма ҳаракат қилиши мумкин.

Борнинг иккинчи постулати: Электронлар стационар орбитадан бошқасига ўтганда квантлаб энергия ютади ёки ажратади.

Математик ифодаси

m – электрон массаси
ν – электроннинг чизиқли айланиш тезлиги
r – орбита радиуси
n – электроннинг бош квант сони
h – Планк доимийси (6,625 · 10-34 Дж/с)

Электроннинг орбитадаги энергиясини аниқлаш формуласи

29

Водород атоми электронини ўрганиш

1900 йил М.Планк:

Электрон энергиясининг нурланиш частотасига боғлиқлиги:

1905 йил А.Эйнштейн:

Формулалар бирлашса

ёки

р - импульс

30

Атом ядроси билан электронлар орасида икки хил энергия мавжуд:

Электрон билан ядронинг боғланиш энергияси

1s2s2p3s3p4s3d4p

камайиб боради

Электрон хусусий (ички) энергияси

1s2s2p3s3p4s3d4p

ортиб боради

Электроннинг хусусий энергиясини квант сонларда ифодаланиши

Бош квант сони (n) – электроннинг ядро атрофидаги ҳолатини билдиради n = 1,2,3,4,5 ... 1913 йил Н.Бор фанга киритган.

Орбитал квант сони (l) – электрон орбиталнинг шаклини билдиради l = 0,1,2,3,4,5 (n – 1) ...
l = s,p,d,f,g,h ... 1916 йил И.Зоммерфильд фанга киритган.

31

Магнит квант сони (m) – электроннинг атомдаги ҳаракат йўналишини ташқи магнит майдон йўналишига проекциясини билдиради m = – l + l ... (орбиталлар хили)

d – орбиталлар

p – орбиталлар

f - орбитал

S - орбитал

.

Спин квант сони (ms) –ҳарфи билан белгиланади ва электроннинг ўз ўқи атрофида айланишини билдиради. Электрон ўз ўқи атрофида тўғри спинли +½ қиймат қабул қилиб ↑ билан белгиланади, тескари спинли – ½ қиймат қабул қилиб ↓ билан белгиланади. 1926 йил Уленбек ва Голдсмит фанга киритган.

32

Паули принципи (1925 йил Паули): Битта атомда тўрттала квант сонлари қиймати бир хил бўлган икки ва ундан ортиқ электрон бўлиши мумкин эмас.
Гунд қоидаси (Гунд): Кўп орбиталли поғоначалар аввал бир хил спинли электронлар билан, кейин қарама-қарши спинли электронлар билан тўлиб боради.
Клечковскийнинг биринчи қоидаси: Атом орбиталлар электрон билан тўлишда аввал бош ва орбитал квант сонлар йиғиндиси кичик бўлган поғонача электронлар билан тўлиб боради.
Клечковскийнинг иккинчи қоидаси: Атом орбиталлар электрон билан тўлишда бош ва орбитал квант сонлар йиғиндиси тенг бўлса, аввал бош квант сони кичик бўлган поғонача электронлар билан тўлиб боради.

1s 2s 2p 3s 3p 4s 3d 4p 5s 4d 5p 6s 4f 5d 6p 7s 5f 6d 7p

33