ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теория водородного атома из "Основы общей химии Т 1" ни другое следствие не оправдывается самоуничтожения атомов водорода не происходит, а видимый спектр этого элемента состоит из ряда отдельных линий, соответствующих некоторым определенным длинам волн, как это видно из рис. 111-21. [c.79] Таким образом, либо планетарная модель, либо классическая теория должна была быть неправильна. На самом деле в серьезных поправках нуждались и та, и другая. [c.79] Еще до появления планетарной модели атома был отвергнут тезис классической электромагнитной теории света о непрерывности излучения. Тезису, гласящему, что скачков не бывает, а есть только непрерывность, с полным правом можно противопоставить антитезис, по смыслу которого в действительности изменение всегда совершается скачками, но только ряд мелких и быстро следующих один за другим скачков сливается для нас в один непрерывный процесс (Плеханов). Таким антитезисом явилась квантовая теория (Планк, 1900 г.). [c.79] Исходя из планетарных представлений и квантовой теории, Бор в 1913 г. построил модель атома водорода, не заключающую в себе тех противоречий, о которых говорилось выше. Модель эта была разработана на основе следующих положений. [c.80] Работа, которую необходимо затратить для вырывания электрона водородного атома с той или иной орбиты, обратно пропорциональна квадрату ее главного квантового числа. Поэтому, например, вырвать электрон с третьей орбиты в девять раз легче, чем с первой. [c.81] Вычисленные частоты излучений, возникающих при перескоках электрона с одних орбит на другие, оказались совпадающими с частотами линий наблюдаемого на опыте водородного спектра. Как видно из рис. 111-23, перескокам с различных более удаленных от ядра орбит на отвечающую = 1 соответствуют линии серии, лежащей в ультрафиолетовой области, перескокам на орбиту с п = 2 — линии серии Бальмера (рис. 111-21), а перескокам на орбиты с п = 3, 4 и 5 — линии трех серий, лежащих в инфракрасной области. [c.81] Именно они и будут поэтому в первую очередь заполняться электронами при построении нового слоя в многоэлектронных атомах. Сами электронные слои (т. е. совокупности электронов с одинаковым значением главного квантового числа) в порядке удаления от ядра часто обозначаются буквами К, L, M, N, О, Р, Q. [c.82] Имея это одно уравнение с двумя неизвестными (о и г), еще нельзя сказать о внутренней структуре атома водорода ничего определенного. [c.84] На ближайшей к ядру орбите (п = 1) электрон совершает один оборот за время порядка Ю 17 сек. Уточненное значение радиуса первой орбиты — 0,5292 А — иногда принимают за а т о м н у ю единицу длины. [c.84] Приведенное сопоставление показывает, что теория водородного атома даже в ее простейшей форме дает прекрасно согласующиеся с опытом результаты. [c.85] Как видно уже из приведенного ряда цифр, по мере удаления электрона от ядра разница между энергиями последовательного возбуждения быстро уменьшается. Этим и обусловлено наблюдающееся в спектре водорода быстрое сближение отдельных линий при подходе к границе серии (ср. рис. III-21). [c.85] Все цифры приводятся с тем числом знаков, которое отвечает предполагаемой точности их определения из спектров или расчетным путем. Такие расчеты были произведены почти для всех элементов. Результаты их, как менее надежные, здесь и далее даются в скобках. [c.86] Рассмотрение приведенных данных показывает, что по мере роста главного квантового числа электронного слоя, т. е. удаления его от ядра, отрыв однотипного (например, первого) электрона последовательно облегчается. Отрыв каждого последующего электрона из одного и того же слоя требует значительно большей затраты энергии, чем отрыв предыдущего. Особенно резкий скачок наблюдается при переходе от одного электронного слоя к другому. Например, ионизационный потенциал аргона, соответствующий отрыву девятого электрона (т. е. первого из слоя с п — 2), составляет 421 в, что почти в три раза превышает значение для восьмого электрона (т. е. последнего из слоя с п — 3). [c.86] Это следствие теории вскоре нашло прямое экспериментальное подтверждение оказалось, что направленный на кристалл пучок электронов испытывает дифракцию совершенно подобно рентгеновским лучам. Немного позднее то же самое было установ- лено для атомов водорода и гелия. Так как дифракция является характерным свойством волн, приведенные результаты убедительно подтверждают правильность рассматриваемых представлений. [c.87] Волновомеханический подход к атомным проблемам позволил разрешить ряд вопросов, остававшихся ранее неясными, а также получить некоторые количественные результаты со значительно большей точностью, чем удавалось раньше. Однако характерный для волновой механики отказ от наглядности сильно снижает познавательную ценность этого метода и таит в себе опасность скатиться к такому миропониманию, при котором ... материя исчезает , остаются одни уравнения (Ленин). [c.88] Вернуться к основной статье