Презентация "Модели атомов. Постулаты Бора" 11 класс

Постулаты Постулаты атомов атомов БораБора Цель: Цель: *рассмотреть строение атома; *рассмотреть строение атома; *описать опыты Резерфорда по выявлению строения *описать опыты Резерфорда по выявлению строения атома; атома;

Гипотеза: все вещества состоят все вещества состоят Гипотеза: из большого числа атомов – из большого числа атомов – зародилась свыше 2-х тыс лет зародилась свыше 2-х тыс лет назад назад Две позиции на строение вещества Две позиции на строение вещества 1)Демокрит: существует предел существует предел 1)Демокрит: деления – атом деления – атом 2)Аристотель: делимость делимость 2)Аристотель: вещества бесконечна вещества бесконечна

Представления о строении Представления о строении атома атома электронное строение строение 1)1)электронное (высказал Вебер в 1896г, развил (высказал Вебер в 1896г, развил Лоренц) – электроны входят в электроны входят в Лоренц) – состав атома состав атома 2)теория «вихревого атома» «вихревого атома» 2)теория (лорд Кельвин) – атом устроен (лорд Кельвин) – атом устроен подобно кольцам дыма, , подобно кольцам дыма выпускаемым изо рта курильщика выпускаемым изо рта курильщика

Модель атома Томсона (1898г ) Модель атома Томсона Атом представляет представляет Атом собой непрерывно собой непрерывно заряженный заряженный положительным зарядом положительным зарядом шар шар радиуса порядка 10 радиуса порядка 10-- м, которого внутри 1010м, которого внутри около своих положений положений около своих равновесия колеблются равновесия колеблются электроны.. электроны Недостатки модели: Недостатки модели: Джозеф Джозеф Джон Томсон Джон Томсон (1856 – 1940) (1856 – 1940) 1.1.не объясняла дискретный характер не объясняла дискретный характер излучения атома и его устойчивость; излучения атома и его устойчивость; 2.2.не дает возможности понять, что не дает возможности понять, что определяет размеры атомов; определяет размеры атомов; 3.3.оказалась в полном противоречии с оказалась в полном противоречии с опытами по исследованию опытами по исследованию распределения положительного заряда в распределения положительного заряда в атоме (опыты, проводимые Эрнестом атоме (опыты, проводимые Эрнестом Резерфордом). Резерфордом).

Модель атома Резерфорда Модель атома Резерфорда Экспериментально Экспериментально исследовал распределение исследовал распределение положительного заряда. положительного заряда. В 1906 г. зондировал атом с зондировал атом с В 1906 г. помощью αα-частиц -частиц.. помощью В 1909г Резерфорд В 1909г Резерфорд поставил опыт по поставил опыт по выявлению строения атома: выявлению строения атома: он α-частицами он α-частицами бомбардировал атомы бомбардировал атомы тяжёлых элементов => тяжёлых элементов => некоторые отклонялись от некоторые отклонялись от своего направления, а своего направления, а немногие отражались. немногие отражались. Эрнест Эрнест Резерфорд Резерфорд (1871 – (1871 – 1937) 1937)

Электроны не могут заметно изменить траекторию α-частицы. Электроны не могут заметно изменить траекторию α-частицы. А как вы думаете, почему?

ВЫВОДЫ ВЫВОДЫ Вывод 1:: рассеяние вызывает рассеяние вызывает Вывод 1 «+» заряженная часть атома => «+» заряженная часть атома => Вывод 2:: по рассеянию α-частиц по рассеянию α-частиц Вывод 2 можно определить характер можно определить характер распределения «+» заряда и распределения «+» заряда и массы внутри атома => массы внутри атома => Вывод 3:: модель Томсона модель Томсона Вывод 3 находится в противоречии с находится в противоречии с опытом Резерфорда => опытом Резерфорда =>

Ядерная (планетарная) Ядерная (планетарная) модель атома: модель атома: в ядре сконцентрирована почти «+» заряд атома атома ядро, р-ры которого 1)атом имеет ядро , р-ры которого 1)атом имеет малы по сравнению с р-ми самого малы по сравнению с р-ми самого атома атома 2)2)в ядре атома и весь «+» заряд масса атома и весь масса )«-» заряд всех электронов 33)«-» заряд всех электронов распределён по всему по всему объёму распределён Размеры ядра: Размеры ядра: dd=10=10-12-12 – 10 Размеры атома: dd=10=10-8-8см = 10 Размеры атома: – 10-15-15мм см = 10-10-10мм – 10-13-13см = 10 см = 10-14-14 – 10 сконцентрирована почти вся вся объёму атома атома

Атомное ядро – тело малых размеров, в – тело малых размеров, в Атомное ядро котором сконцентрированы почти вся котором сконцентрированы почти вся масса и весь положительный заряд атома. масса и весь положительный заряд атома. – 10-13-13 см. Диаметр ядра порядка 10-12-12 – 10 см. Диаметр ядра порядка 10 Атом водорода Атом водорода В атоме водорода В атоме водорода вокруг ядра вокруг ядра обращается всего обращается всего один электрон. один электрон. Ядро было Ядро было названо протоном. названо протоном. mmpp = 1836,1·m = 1836,1·mee Размер атома – это Размер атома – это радиус орбиты его радиус орбиты его электрона. электрона.

не согласуется с наблюдаемой с наблюдаемой Недостатки атома Резерфорда Недостатки атома Резерфорда Эта модель не согласуется 1.1. Эта модель стабильностью атомов. По законам классической атомов. По законам классической стабильностью электродинамики вращающийся вокруг ядра электродинамики вращающийся вокруг ядра электрон должен непрерывно излучать электрон должен непрерывно излучать электромагнитные волны, а поэтому терять свою электромагнитные волны, а поэтому терять свою энергию. В результате электроны будут энергию. В результате электроны будут приближаться к ядру и в конце концов упадут на приближаться к ядру и в конце концов упадут на него. него. не объясняет наблюдаемые на опыте Эта модель не объясняет наблюдаемые на опыте 2.2. Эта модель оптические спектры атомов спектры атомов. Оптические спектры . Оптические спектры оптические атомов не непрерывны, как это следует из теории атомов не непрерывны, как это следует из теории Резерфорда, а состоят из узких спектральных линий, Резерфорда, а состоят из узких спектральных линий, т.е. атомы излучают и поглощают электромагнитные т.е. атомы излучают и поглощают электромагнитные волны лишь определенных частот, характерных для волны лишь определенных частот, характерных для данного химического элемента. данного химического элемента. К явлениям атомных масштабов законы классической К явлениям атомных масштабов законы классической физики неприемлемы. физики неприемлемы. 1.1.Эта модель Эта модель не согласуется не согласуется с наблюдаемой с наблюдаемой стабильностьюстабильностью атомов. По законам классической атомов. По законам классической электродинамики вращающийся вокруг ядра электродинамики вращающийся вокруг ядра электрон должен непрерывно излучать электрон должен непрерывно излучать электромагнитные волны, а поэтому терять свою электромагнитные волны, а поэтому терять свою энергию. В результате электроны будут энергию. В результате электроны будут приближаться к ядру и в конце концов упадут на приближаться к ядру и в конце концов упадут на него.него.2.2.Эта модель Эта модель не объясняет не объясняет наблюдаемые на опыте наблюдаемые на опыте оптические оптические спектры атомовспектры атомов. Оптические спектры . Оптические спектры атомов не непрерывны, как это следует из теории атомов не непрерывны, как это следует из теории Резерфорда, а состоят из узких спектральных линий, Резерфорда, а состоят из узких спектральных линий, т.е. атомы излучают и поглощают электромагнитные т.е. атомы излучают и поглощают электромагнитные волны лишь определенных частот, характерных для волны лишь определенных частот, характерных для данного химического элемента. данного химического элемента. К явлениям атомных масштабов законы классической К явлениям атомных масштабов законы классической физики неприемлемы.физики неприемлемы.

Согласно Максвеллу: электроны : электроны Согласно Максвеллу движутся с ускорением => движутся с ускорением => излучают => теряют энергию => излучают => теряют энергию => упадёт на ядро через 10-8-8с => с => упадёт на ядро через 10 атом прекратит существование атом прекратит существование Но такого не происходит, атом – Но такого не происходит, атом – устойчивая система устойчивая система Модель Резерфорда не смогла Модель Резерфорда не смогла объяснить устойчивость атома объяснить устойчивость атома Выход предложил Нильс Бор Выход предложил Нильс Бор

Постулаты Бора )атомная система может находиться 11)атомная система может находиться только в особых стационарных, или только в особых стационарных, или квантовых состояниях, каждому из квантовых состояниях, каждому из которых соответствует определённая которых соответствует определённая энергия Еnn; в стационарном состоянии ; в стационарном состоянии энергия Е атом не излучает атом не излучает излучение света происходит при 2)2)излучение света происходит при переходе атома из стац состояния с с переходе атома из стац состояния большей энергией Е большей меньшей энергией Е меньшей излучённого фотона равна разности излучённого фотона равна разности энергий стац-х состояний энергий стац-х состояний энергией Еkk в стац состояние с в стац состояние с энергией Еnn. Энергия . Энергия

Первое возбуждённое Первое возбуждённое состояние – 2-ой состояние – 2-ой энергетический уровень – энергетический уровень – серия Бальмера серия Бальмера Атом поглощает излучение Атом поглощает излучение той же самой ν, которую той же самой ν, которую излучает излучает Излучает – к ядру к ядру Излучает – Поглощает - от ядра от ядра Поглощает - Основное состояние атома – Основное состояние атома – состояние, в котором все состояние, в котором все электроны находятся на электроны находятся на стационарных орбитах с стационарных орбитах с наименьшей возможной наименьшей возможной энергией (атом не излучает) энергией (атом не излучает) Возбуждённые состояния – Возбуждённые состояния – все другие состояния атома все другие состояния атома

Следствия из постулатов Бора Следствия из постулатов Бора Стабильность атомов: для : для 1.1.Стабильность атомов каждого электрона существует каждого электрона существует орбита с наименьшей наименьшей орбита с возможной энергией => не возможной энергией => не излучают излучают 2.2.Сходство атомов Сходство атомов: : стационарные орбиты стационарные орбиты электронов во всех атомах электронов во всех атомах данного элемента одни и те же одни и те же данного элемента