Kimyoviy element!


Download 1.2 Mb.

bet4/14
Sana15.05.2019
Hajmi1.2 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14

2.2.  ATOM  MASSASI  VA  UNING  0 ‘LCHAMI
m=A/N
A
(2.5)
U  holda  vodorod  atomi  uchun:
1,008
1,674 -1(Г24 g.
24

Uran  atomi  uchun  esa:
m“= 6 023 МО-' 73' " 3 , 9 5 ' 10  23  ga  ten g   boM adi-
Qattiq  holatdagi  1  mol  oddiy  modda  egallagan  hajmni  Avogadro  soniga  bo‘Iib, 
bitta  atomga  to‘g‘ri  keladigan  hajm  -   V  ni  aniqlash  mumkin.  Qattiq  holatdagi  mod- 
dalarda  atomlar  bir-birlariga  yaqin joyiashganligi  uchun  o'lchashda  qilinadigan  xato 
kam  boiadi.  U  holda  bitta  atomga  to‘g‘ri  keladigan  hajmni  kub  ildizdan  chiqarib, 
atom  diametrini  ham  aniqlasa  boiadi.
Bunday  hisoblashni  mis  atomi  misolida  ko'raylik.  Misning  ziehligi  8,93  g/sm3 
boigani  uchun  bir  mol  misning  hajmi  7,12  sm;  ni  tashkil  qiladi.  Bundan  bir  atomga 
to‘g‘ri  keladigan  hajmni  topamiz:
Vcu=-
7' 12 
= 1 ,1 8 2 -1 0 '
i  ^
6,023-10
23 sm 3
Mis  atomning diametri  esa
dcu =  ijiT  =  ^/l, 182 • 10_23 =  2 ,2 8 -1 0-8 sm
ni  tashkil  qiladi  va atom  radiusi  1,14 • 10_8sm  ga  teng  boiadi.
Atomlar  oichamini  juda  aniqlik  bilan  hisoblash  uchun  ulaming  qattiq  modda 
kristallida  joylashgan  o‘rnini  bilish  kerak.  Buni  rentgen  struktura  analizi  yordamida 
aniqlash  mumkin.  Bu  usulda  ko‘pgina  metallaming  atomlari  jipslashgan  sharchalar 
kabi joyiashganligi  aniqlangan.
Jipslashib  joylashgan  sharchalaming  hajmi  umumiy  hajmning  74%  ini  tashkil 
etadi.  Shunga  asoslanib  kristalldagi  mis  atomi  radiusining  qiymatini  quyidagicha 
hisoblash  orqali  aniqlash  mumkin.  Bundan:
=1,182  •  10~2\   0,74=0,872 •  10_23sm3  kelib  chiqadi.
Ko'rinib  turibdiki,  mis  atomi  radiusining  aniq  qiymati  yuqoridagi  taxminiy 
topilgan  qiymatdan  uncha  katta  farq  qilmaydi.  Shuni  aytib  o'tish  kerakki,  kristall­
dagi  atom  uni  o ‘rab  turgan  bo‘shliq  bilan  aniq  chegara  sirtiga  ega  emas.  Shuning 
uchun  atom  oicham lari  shartli  belgilanadi.  Atom  oichamlari  deyilganda  oddiy 
modda  kristallidagi  atom  radiusini  tushunish  kerak.  Atom  radiusi  esa  qo‘shni  atom­
lar  yadrolari  orasidagi  masofaning  yanniga  tengdir.  Barcha  atomlar  radiusi  10  _9nm 
bilan  oMchanganidan  moddaning  tuzilish  nazariyasida  hisoblashlarni  soddalashtirish 
maqsadida  yaxlitlangan  birlik  qabul  qilingan.  Bu  birlik  nanometr  deb  ataladi  va  nm 
harfi  bilan  belgilanadi.  Demak,  mis  atom  radiusi  rCu=  0,128  nm  ga  teng.  Misning  bir 
million  atomini  ketma-ket joylashtirib  chiqsak  faqatgina  2,6 •  10”4  m  masofani  egal- 
laydi.
25

2.3.  ATOM  TUZILISHI
Yuqorida  ko‘rsatib  o‘tilganidek,  kimyoviy  elementlarning  atomlari  yadrodan  va 
uning  atrofida  harakatlanadigan  elektronlardan  tarkib  topgan.  0 ‘tgan  asniing  o'rtala- 
rida  zarrachalar  oqimi  hosil  qilingandan  keyingina  eiektronlaming  xossasi  o‘rganil- 
gan.  Bunda,  birinchi  navbatda,  elektron  zaryadining  uning  massasiga  nisbati 
oMchangan.  Bu  miqdor elektronlar oqimining  elektr va  magnit  maydon  ta’sirida  chet- 
ga  chiqishini  aniqlash  orqali  belgilangan.  Bunday  tajribani  birinchi  bolib  1897-yili 
Tomson  o‘zi  tavyorlagan  asbobda  o'tkazdi  (2.4-rasm).
Tajriba  natijalariga  asoslanib  e/m. = 5.273 •  1017  elektrostatik  birlik  taqsim  gramm 
(e.s.b./g)ga  teng  ekanligi  aniqlangan.
Elektron  zaryadining miqdori  yuqorida kokrsatilgan  usul  bilan aniqlanadi:  elektron 
zaryadi  e/m t  va  e  ning  miqdorini
Shkala
2.4-rasm.  Eiektronlaming elm  miqdorini  aniqlaydigan  asbob sxemasi. 
bilgan  holda  elektron  massasini  hisoblab  topish  mumkin,  ya’ni:
m c =
4.8Q286-1Q~10 
5,273-1017
mc=  0,91084-  10- 27  g.
Elektron  massasini  belgilash  uchun  uni  yuqorida  hisoblab  topilgan vodorod atomi 
massasi  bilan  taqqoslab  ko'ramiz:
« /» » „ =  (0,9108-  10"27)/(1,674-  1 0 - ^  =  1/1837
Demak, elektronning massasi  eng yengil  hisoblangan vodorod atomining massasi- 
dan  1837  marta  kichik ekan.  Shunday qilib,  atomning hamma  massasi  yadroga to‘g‘ri 
kelishiga  (tegishli  ekanligiga)  ishonch  hosil  qilish  mumkin.  Yadroning  o ‘lchami  esa 
juda  kichik.  Agar  atom  o'lchami  taxminan  10" 10  m  bo‘lsa,  u  holda  atom  yadrosining 
radiusi  taxminan  I0~14-   10" 15  m  bo‘ladi.  Zaryadlangan  zarrachalarda  bo'lgan  yadro 
va  elektronlar o ‘z  atrofida  elektr  maydon  hosil  qiladi.
Atomda  yadro  mavjudligini  birinchi  bo‘lib  Rezerford  (1 9 0 9 -1 9 1 1-yillarda) 
aniqladi.  Metall  plastinkalar sirtiga a-  zarrachalar yog'dirib,  ularning metalldan  o‘tish
26

yo‘llarini  tekshirish  natijasida  ajoyib  natijalar  kuzatilgan.  Yog’dirilgan  a-  zarracha- 
larning  ko’pchilik  qismi  metall  plastinkadan  to’g'ri  o ‘tib  ketaveradi,  zarrachalarning 
juda  oz  qismi  o ’zining  dastlabki  yo’lidan  ma’lum  burchakka  og’adi,  lekin  ba’zi  zar- 
rachalar  (o'n  mingtadan  bittasi)  dastlabki  yo’lidan  qarama-qarshi  tomonga  qaytadi. 
Bu  hodisani  faqat  oc-zarrachalaming  musbat  zaryadlangan  yadro  bilan  to’qnashishi 
natijasi  deb  tushuntirish  mumkin.
Atom  yadrosi  ikki  elemental"  zarrachalar  -   proton  va  neytronlardan  tuzilgan. 
Yadroning  bunday  tuzilishga  ega  ekanligini  1932-yili  D.D.  Ivanenko,  E.N.  Gapon  va 
Geyzenberg  asoslab  bergan.  Protonning  massasi  taxminan  l  m.a.b  ga,  zaryadi  +1  ga 
tengdir.
Neytron  elektroneytral  zarracha  bo’lib,  uning  massasi  taxminan  proton  massasiga 
teng.  Proton  massasi  elektron  massasidan  1936,12  marta.  neytronning  massasi  esa 
1838,65  marta  katta.
Yadroning  zaryadi  yadrodagi  protonlar soni  bilan  aniqlanadi.  Yadrodagi  protonlar 
soni  Z  va  neytronlar soni  N,  yig'indisi  massa  soni  A  ga  teng  bo'ladi:
A = Z + N
Elementning yadro zaryadlari  bir xil  bo’lib,  atom  massalari  bilan  bir-biridan 
farq  qiladigan  atonilar  shu  elementning  izotoplari  deyiladi.  Ma'lum  elementning 
izotoplari  bir-biridan  atom  yadrosidagi  neytronlar  soni  bilan  farqlanadi.
Turli  moddalardan  elektronlar  ajralishi  mazkur  zarrachalarning  barcha  atomlar 
tarkibiga  kirishidan  dalolat  beradi.  Buni  1895-yili  ochilgan  Rentgen  nurlari  va  ke- 
yingi  yili  ixtiro qilingan  radioaktivlik  hodisalari  ham  tasdiqlaydi.  Uran,  radiy,  poloniy 
va  boshqa  ba’zi  elementlar  nurlanishi  bilan  bir  qatorda,  e ’nergiya  chiqarishi  amalda 
isbotlandi.  lg  radiy  elemenli  1  soatda  137  kal  energiya  ajratishi  tajribalar  yordami- 
da  o’lchangan.  Atom  tuzilishini  chuqur  o’rganishga  o’zining  mislsiz  katta  hissasini 
qo'shgan  Mariya  Kyuri-Skladovskaya  ikki  marta  Nobel  mukofoti  bilan  taqdirlandi.
2.4.  ATOM  SPEKTRLARI
Kimyoviy  elementlaming  spektrlarini  oTganishga  doir  tajribalarda  to’plangan 
ma’lumotlar  atomning  tuzilishi  nazariyasini  yaratishga  asos  qilib  olingan  dalillardan 
biri  bo’lib xizmat qildi.  Hozirgi  vaqtda  spektr chiziqlari  chastotasi  10,001% aniqlikda 
o’lchanmoqda.  Shuningdek,  spektr  chiziqlarining  ravshanligini  ham  aniq  o’lchash 
mumkin.  Shubhasizki,  atom  tuzilishi  haqidagi  tushunchalar  ishonchli  tajribalar  nati- 
jalariga  asoslangan.
1. Spektrografning  ishlash  prinsipi.  Spektr  turlari.  Yorug’lik  manbayidan  te- 
shikcha  orqali  taqsimlagich  qurilmaga  nur  beriladi.  Bu  taqsimlagich  yutilgan  numi 
fotoplastinkaga  tushiradi.  Fotoplastinkada  nur  ma’lum  to’lqin  uzunligiga  mos  holda 
shakllanadi.  Ko’zga  ko’rinadigan  va  ultrabinafsha nurlami  tekshirishda optik spektro- 
graflardan  foydalaniladi.  Bu  spektrograflar  ishi  numi  shishadan  yoki  kvarsdan  tay- 
yorlangan  prizma orqali  o’tkazishga  asoslangan.  2.5-rasmda  ana  shunday  spektrograf' 
ko’rsatilgan.
27

Prizmadan  oiayotgan  nurning  taqsimlanishi  nur  toiqin  uzunligining  o’zgarishi 
bilan  sindirish  ko’rsatkichining  o‘zgarishiga  bogiiq  boiadi.  Ba’zan  nurning  toiqin 
uzunligi  ortishi  bilan  sindirish  ko’rsatkichi  kamayadi.
2.5-rasm.  Spektrografning  ishlash  sxemasi.
Jismning  nurlanishi  natijasida  hosil  qilingan  spektrlar  emission  spektrlar  de- 
yiladi.  Emission  spektrlar  uzluksiz,  chiziqsimon  va  у оЧ -y o i  bo‘ladi.  Cho‘g‘latilgan 
qattiq  va  suyuq  jismlar  uzluksiz  spektrlar  hosil  qiladi.  Gazlami  qizitish  yoki  elek- 
trod  zaryadi  ta'sirida  nurlantirish  natijasida  esa  alohida  chiziqlardan  tashkil  topgan 
chiziqsimon  yoki  yo‘I-yo‘l spektrlar  hosil  boiadi.
Hozirgi  vaqtda  atomlar  nurlanishi  natijasida  chiziqsimon  spektrlar.  molekulalar 
nurlanishi  natijasida  uzluksiz  yoki  y o i-y o ‘l  spektrlar  hosil  bo‘lishi  aniqlangan.
Uzluksiz  (tutash)  spektrlar.  Quyosh  nurlarining  yoki  yoy  fonari  nurlarining 
spektri  uzluksiz  spektrdir.  Bu  spektrda  barcha  uzunlikdagi  to‘lqinlar  boiadi.  demak- 
dir.  Spektrda  uzilish  boimaydi.  Shuning  uchun  spektrograf ekranida  har  xil  rangli 
spektrlaming  tasviri  yaxlit  ko'rinadi.  Energiyaning chastotalar bo'yicha  taqsimlanishi 
har  xil jismlar  uchun  turlicha  boiadi.  Harorat  koiarilganda  nurlanish  energiyasining 
maksimumi qisqa toiqinlar tomon  siljiydi.  Tajriba natijalarining koisatishicha,  qattiq 
yoki  suyuq  holatdagi  moddalargina  uzluksiz  spektrlar hosil  qiladi.  Uzluksiz  spektrlar 
hosil  qilish  uchun  moddalar  qizdirilishi  kerak.  Uzluksiz  spektming  tabiati  va  mav- 
judlik  faktori  nur  ehiqaruvchi  ayrim  atomlarning  xossalarigagina  emas,  balki  ular- 
ning  o'zaro  ta’siriga  ham  ko‘p  darajada  bogiiq  boiadi.  Gazlar uzluksiz  spektr  hosil 
qilmaydi.  Chunki  suyuqlik  va  qattiq  moddalarda  atomlar  bir-biriga juda  kuchli  ta’sir 
etadi.  Temperaturasi  yuqori  boigan  plazma  ham  uzluksiz  spektr  beradi.  Bu,  asosan, 
elektronlar  bilan  ionlar  to‘qnashuvi  natijasida  sodir boiadi.
Chiziqsimon  spektrlar.  Agar  gaz  gorelkasi  alangasiga  osh  tuzi  eritmasi  bilan 
hoilangan  bir  bo iak   asbest  kiritilib,  unga  spektroskop  orqali  qaralganda  alanganing 
zo'rg'a  koi'inadigan  uzluksiz  spektrida  ravshan  sariq  chiziq  paydo  boiadi.  Bu  rang 
chiziqni  natriy  bug‘i  hosil  qiladi.  Natriy  bug’i  esa  osh  tuzi  molekulalarining alangada 
parchalanishidan  vujudga  keladi.  Bu™%  spektrlar chiziqsimon  spektrlar  deb  ataladi.
Chiziqsimon  spektr  hosil  boiishi  moddaning  muayyan  uzunlikdagi  (juda  ensiz 
muayyan  spektral  oraliqlaridagi) toiqinlar chiqarishini  bildiradi.  Chiziqsimon  spektr- 
lami  molekular  holatdagina  emas,  balki  atomlar  holidagi  barcha  gazsimon  moddalar 
ham  hosil  qiladi.  Bu  holda  yorugiik  nurlari  bir-biriga  ta’sir  etmaydigan  atomlardan 
chiqadi.  Bu  xildagi  spektr spektrlaming eng asosiy turi  hisoblanadi.  Berilgan  ayni  bir
28

kimyoviy  elementning  yakkalangan  atomlari  ma'lum  uzunlikdagi  toiqinlam i  chiqa- 
radi.  Atom  holatdagi  gazning  zichligi  orttirilganda  ayrim  spektr  chiziqlarining  ken- 
gayishini  va  nihoyat,  gazning  zichligi juda  katta  bo’lganda.  ya’ni  atomlaming  o‘zaro 
ta'siri  kuchli  boMganda esa  spektr chiziqlari  bir-birini  qisman  qoplab,  uzluksiz  spektr 
hosil  qilganligini  ko‘rish  mumkin.
Yo‘l-yo‘l  spektrlar.  Yo‘l-yo‘l  spektrlar  bir-biridan  ma'lum  oraliq  bilan  ajralgan 
ayrim  yollardan  iborat.  Har  bir  yo‘l  bir-biriga  juda  yaqin  joylashgan  ko‘pdan  ko‘p 
zich  chiziqlardan  iborat ekanligini  spektr  qurilma  yordamida  aniq  payqash  mumkin.
Yo‘l-yo‘l  spektrlami  atomlar  emas,  balki  bir-biri  bilan  bog'lanmagan  yoki  zaif 
bog‘langan  molekulalar  hosil  qiladi.  Molekular  spektrlami  kuzatish  uchun  chiziq- 
chiziq  spektrlamiki  kabi  bug‘ning  yoki  zaryadlangan  gazning  alangada  shu’lalani- 
shidan  foydalaniladi.
Har  qaysi  moddaning  atom  yoki  molekulasi  toMqin  uzunligiga  mos  keladigan 
spektr chiziqlari  to‘plamiga  ega  bo'ladi  (2.6-rasm).
KoLpgina  elementlaming spektrlari juda  murakkab.  Masalan,  temir spektrida  besh 
mingdan  ortiq  chiziqlami  sanab  ko‘rsatish  mumkin.
Atom  spektrlarining  chiziqlari  bir-biriga  juda  yaqin  joylashganligini  juda  sezgir 
asboblarda  kuzatish  orqali  aniqlangan.  Agar  nurlanish  manbayi  magnit  maydoniga 
kiritilsa,  spektrdagi  bitta chiziq  atrofida  unga juda yaqin joylashgan  chiziqchalar hosil 
boiishi  kuzatiladi.  Bunday  chiziqchalar Zeeman  effekti  deb  ataladi.
L>,
c m
-  1
14300 
16700 
20000 
25000
H
He
II?
II
О


II
n o
II шимми
7000 
6000 
5000 
4000
A A
2.6-rasm.  Ba’zi  elementlar spektrlarining 
sxemasi.
Н а­
ир.
Н Г
HHoo-
6562,8
■4861.3
— 4340,3
—  4101,7
A
A
A
О
A
2.7-rasm.  Ko‘zga  ko'rinadigan 
vodorod  spektri  va  unga yaqin 
bo‘Igan  ultrabinafsha  spektr 
sohasi  (Balmer seriyasi).
Nurlanish  manbayi  elektr  maydoniga  kiritilganda  ham  spektr  chiziqchalari  hosil 
boMadi.  Bunday  chiziqchalar  Shtark  effekti  deb  ataladi.
29

Vodorod  spektri.  Eng  oddiy  spektr  vodorod  spektridir.  Ko'rinadigan  sohada 
faqatgina  Ha,  Hp, Hy,  H  t lar bilan  belgilangan  to'rtta spektr chiziqni  kuzatish mumkin 
(2.7-rasm).  Shuningdek,  bu  chiziqlar bilan  birga  bir nechta  ultrabinafsha  soha  spektri 
hosil  bo'lishi  ham  kuzatiladi.  Bu  soha  Balmer  seriyasi  deb  ataladi.
Balmer seriyasi  chizig‘i  to'lqin  sonini  quyidagi  formula  bilan  ifodalash  mumkin:
bu  yerda:  R  -   Ridberg  doimiysi  bo'lib,  uning  qiymati  R=109678  sm1 ga  teng,  w=3, 
4,  5...  Bundan  tashqari,  vodorod  spektrini  ultrabinafsha  va  infraqizil  sohalarda  tek- 
shirish  yo‘li  bilan  yana  bir  qancha  chiziqlar  seriyasi  topilgan.  Ultrabinafsha  sohada 
topilgan  chiziqlar  seriyasi  Layman  seriyasi,  infraqizil  sohada  topilgan  chiziqlar 
seriyasi  Pashen,  Brekket  va  Pfunda  seriyalari  deb  ataladi.  Bunday  chiziqlar  seri- 
yasining  to'liq  soni  xuddi  Balmer  formulasidagiga  o'xshash  topiladi.  Lekin  formu- 
ladagi  22  o‘miga  l2,  32,  42  va  52  lar  qo'yiladi.
Shunday  qilib,  vodorod  spektri  quyidagi  umumiy  formula  bilan  ifodalanadi:
bu  yerda:  nx va  n,  lar butun  sonlar  bo‘lib,  n2> nl  bo‘ladi.
Bu  formuladan  ko'rinib  turibdiki,  vodorod  spektridagi  chiziqlar soni  cheksiz ko‘p 
bo'Iishiga  qaramay,  ularni juda  oddiy  ifodalash  mumkin.
Boshqa  elementlarning spektrlari.  Ko‘prina boshqa elementlar spektrlarida ham 
chiziqlar  seriyasi  borligi  aniqlangan.  Bu  spektr  chiziqlari  ancha  murakkab  bo‘lib, 
vodorod  spektrlari  seriyasiga  o‘xshab  turli  sohalarda  joylashgan  bo‘1 may,  balki  bir- 
birining  ustiga  taxlanib  qoladi.  Shunday  bo'Iishiga  qaramasdan  spektroskopda  bu 
chiziqlar  seriyasini  ajratishga  muvafTaq  bo'lingan.
1889-yili  Ridberg  spektr  seriyasi  chiziqlarining  to'liq  sonini  ikki  n,  va  w.  butun 
sonlar  funksiyasi  orqali  ifodalash  mumkinligini  aniqladi:
bu  yerda:  n2 > я . Bu  sonlar  funksiyalari  spektral  term  deb  ataladi  (term    algebraik 
tenglamalar  a’zosi  ma’nosini  anglatadi).
Tarkibida  faqat  bitta  elektroni  bo'lgan  vodorod  atomi.  bitta  zaryadli  geliy  He+ 
ioni,  ikki  zaryadli  litiy  Li+2  ioni  va  boshqa  zarrachalar  uchun  spektrlaming  termi 
quyidagi  fonmiladan  topiladi:
l/ = T (* ,)-T ("2)
(
2
.
6
)
Re2
(2.7)
30

Vodorod  atomi  uchun 2=1,  bitta  zaryadli  geliy  He+ ioni  uchun  Z= 2,  ikki  zaryad 
litiy  Li:,  ioni  uchun Z= 3  bo'ladi.  Boshqa elementlar uchun  tenri quyidagi  formuladan 
topiladi:
T = R ;/ (n + a f 
(  2.8)
Bu  yerda  a  ning  miqdori  birdan  kichik  o'zgarmas  qiymatga  ega  bo‘lib,  muayyan 
chiziqlar  seriyasini  ifodalaydi.  Turli  xildagi  chiziqlar  seriyasi  uchun  a  -   s,  p,  d, f  
harflari  bilan  belgilanadi.  Yuqoridagi  (2.7)  fonnuladagi  kabi  neytral  atomlar 
uchun  Z =l.  bitta  zaryadli  ionlar uchun  Z= 2  va  hokazo.
Shunday  qilib,  spektral  chiziqlar juda  murakkab  va  turli-tuman  boMishiga  qara- 
rnay,  seriyalar  buttin  chiziqlardan  iborat  bo'lgani  sababli  ular  oddiy  ifodalanishi 
mumkin.
Kvant  nurlari 
haqida 
tushuncha. 
M.  Plank 
1900-yilda  qizdirilgan  jismlar  spektrlari  energiyasi- 
ning  taqsimlanishini  tushuntiradigan  nazariyani  yaratdi.
Bu  nazariyaga  muvofiq  energiya  atomdan  uzluksiz  ra- 
vishda  emas,  balki  mayda-mayda  zarrachalar -   kvantlar 
tarzida  ajratiladi.  Har  qaysi  kvantning  qiymati  shu  nur 
to‘lqinlarining  bir  sekunddagi  tebranish  soniga  bog'liq 
boMadi.  Har  qanday  tebranma  sistema  energiyani  faqat 
kvantlar  holida  yutadi  yoki  energiya  0‘zidan  kvantlar 
holida  chiqaradi.  Har  qaysi  kvant  kattaligi  quyidagi 
Plank  tenglamasi  bilan  hisoblanadi:
E = h V  
(2.9)
Bu  yerda:  E  -   energiya  kvanti,  h  -   Plank  doimiysi, 
uning  qiymati  h=6,625 1 927  erg.sek  yoki  h=6,625-1934 
Joul-sek,  V -  tebranish  chastotasi,  uning  tolqin  uzunligi  bilan  tavsifiasak,  u  holda:
P = Y   boMadi.
A
Bu  yerda:  C  -   yorug‘lik  tezligi,  Я  -   to4qin  uzunligi.
M.  Plank  nazariyasidan  kelib  chiqadigan  xulosalar  tajribada  topilgan  natijalar- 
ga  to ia   muvofiq  keldi.  Yorug'lik  kvantlarining  haqiqatan  mavjudligi  boshqa  xil 
tajribalarda  ham  isbotlangan.  Plank  tenglamasidan  foydalanib  spektrdagi  har  qaysi 
chiziqqa  muvofiq  keladigan  yorug‘lik  energiyasining  Kvantini  hisoblash  mumkin.
Masalan,  vodorod  spektrining  #   chizig‘i  uchun  E  ni  quyidagicha  hisoblaymiz:
Я—6562,8A—0,656 •  10-6  m
2.8-rasm.
  Maksim  Plamk.
u  holda:
y _ C _
 2,9979  Ю10 

0,656  10-4
=4,57-1014  sek-1.
31

Е = hv =  6,625 •  10“27-4,57l4 =  3,03  •  Ю’ 12  erg yoki  3,03  •  1014 J.
Bu  misoldan  ko‘rinib  turibdiki,  ko‘zga  ko‘rinadigan  nurning  kvant  energi}. 
si  uncha  katta  bo'lmagan  qiymatga  ega.  Atom  o‘zidan  yorugMik  kvantini  chiqari- 
birinchi  energetik  holatdan  ikkinchi  energetik  holatga  o‘tadi.  Demak,  spektral  tern 
atomdagi  elektronlar  energiyasining  o'zgarishini  ifodalaydi.  Shunga  ko'ra,  energhr 
o'zgarishini  Plank  tenglamasiga  muvofiq  quyidagicha  yozish  mumkin:
yoki
h V = E 2 - E l
(  
2
.
10
)
Yuqorida  keltirilgan  (2.6)  va  (2.10)  tenglamalarini  taqqoslasak,  ular  orasid. 
o‘xshashlik  borligini  ko‘rish  mumkin.
Bundan  ko'rinib turibdiki.  atomdagi  elektron  energiyasi  spektral  term  miqdori  bi- 
lan  bogiangan.  ya'ni:
E = —h • C • T 
(2.11)
Energiyaning  manfiy  qiymatga  ega  bo‘lishiga  sabab  shuki.  atomda  elektronlar 
cheksiz masofaga chiqarib yuborilgan  holatdagi  energiya qiymati  nolga teng deb olin- 
gan.  Demak,  atomdagi  elektron  energiyasi  har  doim  noldan  kichik  bo'ladi.  Yuqorida 
keltirilgan  tenglama (2.7) ni  (2.11)  formulaga  keltirib  qo‘ysak,  vodorod elektronining 
energiyasini  aniqlaydigan  tenglama  hosil  bo‘ladi:
E =  —h ’ C ‘ RJn1
E,
ct
2.9-rasm.  Vodorod  atomi  elektronining energetik sathi.
(
2
.
12
)
32

v.unday  qilib,  atomdagi  elektronlar m a’lum  qiymatdagi  energiyaga  ega.  Shuning 
uchun  atomda  elektronlar  energetik  pog’onachalar  bo’yicha  taqsimlanadi.  Moleku- 
lar  spektrlarni  o'rganish  har  bir  molekulada  ham  elektronlar  energetik  pog’onachalar 
bo'ylab  joylanishini  tasdiqlagan.  2.9-rasmda  vodorod  atomidagi  elektronning  ener- 
giya  pog’onachasi  ko‘rsatilgan.  Energiya  birligi  qilib  elektron  volt  (eV)  qabul  qilin- 
gan.  Elektron  volt -  elektronning potensiallar ayirmasi bir  voltga  teng bo'Igan  elektr 
maydonidagi energiyasini  ifodalaydi:
1  eV = 1,6022-  1014 J.
Atomdagi  elektronlar  ma’lum  bir  energiya  miqdoriga  ega  ekanligi  spektral 
ma’lumotlardan  tashqari  boshqa  dalillar  bilan  ham  tasdiqlangan.  1912-yili  Frank 
va  Gers  gaz  atomlarini  elektronlar  bilan  bombardimon  qilib.  elektronlaming  bunda 
yo’qotgan  energiyasi  miqdorini  hisoblash  mumkinligini  isbotladilar.  Tajriba  natijalari 
shuni  ko’rsatdiki,  agar  elektron  energiyasi  ma’lum  miqdordagi  atom  energiyasidan 
kichik  boisa,  u  holda  elektron  gaz  atomlariga  hech  qanday  energiya  bermasdan 
orqaga  qaytadi.  Bunday  hodisa  simob  bug’lari  energiyasi  4,9  eV  dan  kichik  boigan 
elektronlar bilan  bombardimon  qilinganda  kuzatilgan.  Agar  bombardimon  qilayotgan 
elektron  energiyasi  4,9  eV  dan  katta  bo’Isa,  u  holda  elektron  energiyasining  bir  qis- 
mini  simob  atomlariga  o’tkazadi.  Demak,  4,9  eV  simob  atomini  eng  kichik  energetik 
sathdan  keyingi  energetik  sathga  o’tkazish  uchun  sarf bo’lgan  energiyadir.
Simob  atomlari  energiyasi  4,9  eV  dan  yuqori  bo’lgan  elektronlar  bilan  bom­
bardimon  qilinganda  atomda  to’lqin  uzunligi  253,7  nm  bo’lgan  nurlanish  hosil 
bo’ladi.  Nurlanish  miqdori  simob  atomining  4,87  eV  ga  teng  bo’lgan  energiya  kvan- 
tiga  teng  bo’lib,  atomning  nurlanishi  uchun  sarflangan  energiya  miqdoriga  (4,9  eV) 
taxminan  ekvivalentdir.  Shunday  qilib,  katta  energiyaga  ega  elektronlar  bilan  atom- 
lami  bombardimon  qilish  yo’li  orqali,  atomdagi  elektronlami  uchinchi,  to’rtinchi 
pog’onalarga  ko’chirish  mumkin.  Agar  bombardimon  qilayotgan  elektron  energiyasi 
juda  katta  qiymatga  ega boisa,  u  holda  bombardimon  qilinayotgan  atomdan  elektron 
uzilib  chiqadi  va  gazlarning  ionlanishi  kuzatiladi.  Simob  atomining  ionlanishi  uchun 
10,4  eV  energiya  kerakligi  shu  usul  bilan  aniqlangan.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©fayllar.org 2017
ma'muriyatiga murojaat qiling