Kvantový model atómu

1. Kód ITMS projektu: 26110130519 Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia Kvantový model atómu

2. Obsah • Vrstvový model • Hlavné kvantové číslo • Sommerfeldova teória • Vedľajšie kvantové číslo • Vedľajšie kvantové číslo • Štiepenie spektrálnych čiar v magnetickom poli • Magnetické kvantové číslo • Jemná štruktúra - spin • Pauliho princíp • Hundovo pravidlo • Použité zdroje

3. Vrstvový model atómu elektrón vlna častica Elektrón sa môže v atóme vyskytovať v rôznych stavoch s presne danou energiou, ktorú určujú 4 kvantové čísla: n – hlavné l - orbitálové m – magnetické s - spinové

4. Hlavné kvantové číslo Hlavné kvantové číslo n určuje energiu orbitálu Nadobúda len hodnoty: n = 1,2,3,4,5,6,7 n = 1 označujeme K n = 2 označujeme L n = 3 označujeme M n = 4 označujeme N n = 5 označujeme O n = 6 označujeme P n = 7 označujeme Q

5. Sommerfeldova teória Spektrálne čiary v atóme vodíka nie sú jednoduché - skladajú sa niekoľkých čiar ležiacich tesne pri sebe Hladiny elektrónov nie sú jednoduché – štiepia sa na viac energeticky veľmi blízkych hladín Vysvetlenie – teória eliptických dráh elektrónov. Tvar elipsy charakterizuje vedľajšie orbitálové kvantové číslo l

6. Vedľajšie kvantové číslo Vedľajšie kvantové číslo l určuje tvar hlavnej vrstvy. l môže nadobúdať hodnoty od 0 po n–1 Napr: ak n = 1, l môže nadobúdnúť len jednu hodnotu: l = 0 ak n = 2, l ,môže nadobúdať päť hodnôt: l = 0, 1 ak n = 5, l môže nadobúdať päť hodnôt: l = 0, 1, 2, 3, 4

7. Vedľajšie kvantové číslo Vedľajšie kvantové číslo l charakterizuje energetické hladiny - orbitály Číslu l = 0 je priradený orbitál s označením s číslu l = 1 s označením p číslu l = 2 s označením d číslu l = 3 s označením f . . .

8. Štiepenie spektrálnych čiar v magnetickom poli Spektrálne čiary spektra svietiaceho plynu sa štiepia v magnetickom poli – v magnetickom poli sa hladiny energie elektrónov v atóme musia štiepiť. Vplyvom vonkajšieho magnetického poľa vzniká stočenie dráhy elektrónu. Toto stočenie je charakterizované magnetickým kvantovým číslom m.

9. Magnetické kvantové číslo Magnetické kvantové číslo môže nadobúdať hodnoty: m = 0, 1, 2, ... l Energia elektrónu, ktorý sa pohybuje vo vonkajšom magnetickom poli, závisí aj od veľkosti magnetického kvantového čísla m Napr. Vedľajšiemu kvantovému číslu l = 2 prislúchajú magnetické kvantové čísla m = -2, -1, 0, +1, +2 Spolu je to pre každé l vždy 2l+1 hodnôt

10. Jemná štruktúra - spin Experimenty ukazujú, že štiepenie čiar atómových spektier nastáva aj bez prítomnosti magnetického poľa. Vzniká rozštiepenie na dve, tri aj viac zložiek - Dublety, triplety a multiplety – jemná štruktúra Vysvetlenie – elektrón má ešte vlastný spin

11. Pauliho princíp Spinové kvantové číslo nadobúda len dve hodnoty s =  1/2 Pauliho princíp: Dráha elektrónu určená tromi kvantovými číslami n, m, l môže obsahovať len dva elektróny s rozdielnymi spinmi.

12. Hundovo pravidlo Hundovo pravidlo Stavy s rovnakou energiou sa obsadzujú najprv po jednom elektróne (nespárené elektróny), až potom sa dopĺňajú druhým. Úloha: Zapíšte kvantovými číslami elektróny v daných orbitáloch: 4d, 6f, 1s, 3dy

13. Použité zdroje Doplnok k učivu fyziky pre 4. ročník gymnázia, Jozef Fuka, SPN Bratislava 1976 http://www.observatory.cz/news/pump.php?pda=1&article=rydbergovy-atomy-simuluji-trojanske-asteroidy http://obrazky.superia.cz/veda/model_atomu.php