Upload
others
View
0
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
ทฤษฎีอะตอมของโบร Niels Bohr Nobel prize in physics 1922
2
สมมติฐานของโบร, 1913อิเล็กตรอนเคลื่อนที่เปนวงกลมรอบนิวเคลียส โดยมีวงโคจรพิเศษบางวง อิเล็กตรอนจะไมปลดปลอยคลื่นแมเหล็กไฟฟาออกมา แตละวงโคจรจะมีโมเมนตัมเชิงมุมคงตวัเปนจาํนวนเทาของ
โมเมนตัมเชิงมุมในวงที่ n,
อิเล็กตรอนจะรับหรือปลอยพลังงานทุกครั้งทีม่ีการเปลี่ยนแปลงวงโคจรโดยพลังงานที่อิเล็กตรอนรับหรือปลอยจะปรากฏในรูปของคลื่นแมเหล็กไฟฟา
เมื่อ เปนพลังงานของอเิล็กตรอนในวงโคจรกอนการเปลี่ยนแปลงและ เปนพลังงานของอเิล็กตรอนในวงโคจรหลังการเปลี่ยนแปลง
h
2n nnhmv r nhπ
= =
i fn nE E E∆ = −
inE
fnE
animation
3
การหารัศมีวงโคจรของอิเล็กตรอน
ไฮโดรเจนเปนอะตอมทีม่ีอิเล็กตรอนเพียงตวัเดยีวโดยอาศัยความรูทางกลศาสตร ไฟฟา และทฤษฎีอะตอมของโบร สามารถหารัศมีวงโคจรตางๆ ตามคา n ไดจากความสัมพันธ
เมื่อ mass of electron, m = 9.1 x 10-31 kgCoulomb's constant, k = 9.0 x 109 N m2/C2
quantum number, n = 1, 2, 3, … Bohr radius, a0 = 0.53 Å
22
2nhr nmke
=
20nr a n=
4
การหาพลังงานรวมของอิเล็กตรอน
สมมติ นิวเคลียสอยูนิ่ง ดังนั้นพลังงานรวมของอะตอมคือ พลังงานรวมของอิเล็กตรอนในวงโคจรรอบนิวเคลียสพลังงานรวมของอเิล็กตรอน = พลังงานศักยไฟฟา + พลังงานจลนของอิเล็กตรอน 2 4
2 2 2
1 13.62nmk eE eVh n n
= − = −
สถานะพื้น (ground state)
สถานะกระตุน (excited state)
5
พลังงานกับสถานะของอะตอมไฮโดรเจน
คําถาม จะเกิดอะไรขึ้น ถาอะตอมโฮโดรเจนไดรับพลังงาน 13.6 eV
พลังงานการเกิดไอออน (ionization energy) คือ พลังงานที่ทําใหอะตอมแตกตัวเปนไอออนพลังงานการตื่นตัว (excitation energy) คือ พลังงานที่ทําใหอะตอมอยูในสถานะกระตุน
คําตอบ อิเล็กตรอนจะหลุดจากอะตอมกลายเปนอิเล็กตรอนอิสระกับไอออนบวก
6
การเกิดสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน
เสนสเปกตรัมเกิดจากการเปลี่ยนระดับชั้นพลังงานของอิเล็กตรอน
7
การเกิดสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน(ตอ)
8
การเกิดสเปกตรัมของอะตอมไฮโดรเจน(ตอ)
9
ความไมสมบูรณของทฤษฎีอะตอมของโบร
ไมสามารถอธิบายโครงสรางอะตอมของอะตอมหนักๆ ไดถูกตองไมสามารถอธิบายการแยกของเสนสเปกตรัมในสนามแมเหล็กได
10
ตัวอยางปรากฏการณซีมาน
ปรากฎการณซีมานเกิดจากสนามแมเหล็กภายนอกทาํใหเกิดความแตกตางของระดับพลังงานของอิเล็กตรอน จึงเกิดการเปลี่ยนระดับชั้นของพลังงาน ปรากฏเปนเสนสเปกตรัมแยกออกมา
เลขควอนตัม (Quantum number)
เลขควอนตัม ใช้อธิบายการเปลี่ยนแปลงของระบบเชิงควอนตัม เลขควอนตัม มี 4 ตัว ได้แก่ n, l, ml, ms
11
Subshells
12
The general formula is that the nth shell can in principle hold up to 2n2 electrons.