Kvant kimyosining asosiy

2. NURLANISHNING KVANT NAZARIYASI.
1900 yili nemis fizigi Plank kvantlar nazariyasini maydonga tashladi. Bu nazariyaga muvofiq energiya uzluksiz ravishda ajralib chiqmaydi, balki u mayda – mayda bo’laklar yoki portsiya – portsiya holida ajralib chiqadi va kvantlardan iborat bo’ladi.
Har qaysi kvantning qiymati shu nur to’lqinlarining bir sekundda tebranish soniga bog’liq. Har qanday tebranma sistema energiyani faqat kvantlar holida yutadi yoki o’zidan kvantlar holida chiqaradi. Har qaysi kvant kattaligiga quyidagi Plank tenglamasi bilan hisoblanadi:

E = hy

Bu yerda E – energiya kvanti;
h – Plank doimiysi;
h – 6,624 · 10 – 34 joul /sek;
y – tebranish chastotasi;
C – yorug’lik tezligi;
- to’lqin uzunligi.
Plank nazariyasidan kelib chiqadigan xulosalar tajribada topilgan natijalarga to’la muvofiq keldi. Yorug’lik kvantlarining haqiqiy mavjudligini boshqa xil tajribalar ham isbotladi. Endilikda Plank tenglamasi tabiat haqidagi asosiy qonunlardan biri deb topildi.


3. BOR NAZARIYASI.
Nels Bor 1913 yilda vodorod atomining tuzilish nazariyasini taklif qildi.
N.Bor o’zining nazariyasini yaratishda E.Rezerford modeliga va Plankning kvantlar nazariyasiga asoslandi. U Rezerford nazariyasiga energiyaning ayrim kvantlaridan iborat ekanligi haqidagi Plank g’oyasini kiritib, o’zining muhim postulatlarini ta‘rifladi.
N.Borning 1 postulatiga muvofiq, elektron atomda faqat kvant nazariyasi ruxsat etadigan orbitalar bo’ylab harakat qiladi. Elektron kvantlangan turg’un orbitalar bo’ylab harakat qilganida o’z energiyasini o’zgartirmaydi, atrofga energiya sochmaydi va tashqi muhitdan energiya yutmaydi.
II postulatga ko’ra, elektron yadrodan uzoq orbitadan yadroga yaqin orbitalarning biriga o’tganida o’zidan energiya chiqaradi. Aksincha yo’nalishda harakat qilinganida esa, atom energiya yutadi.
N.Bor bu ikki postulat asosida vodorod atomning tuzilishini tushuntirdi, u spektroskopik tekshirishlar asosida olingan xulosalardan va E.Rezerford formulasi dan foydalanib, vodorod atomining radiusini, elektronning turli orbitalardagi energiya qiymatlarini hisoblay oldi.
N.Bor hisoblar natijasida elektron energiyasi ℇ₁ bo’lgan orbitadan energiyasi ℇ₂ bo’lgan orbitaga o’tganida atom tomonidan yutiladigan yoki ℇ₂ dan ℇ₁ ga o’tganda chiqariladigan nurining chastotasi:


=
formulaga muvofiq hisoblanishi mumkin ekanligini ko’rsatdi. Masalan, elektron yadrodan uzoqroq orbitadan ikkinchi orbitaga o’tganda, ajralib chiqadigan nurining takrorligi:


_Б =
bu yerda, n = 3, 4, 5 va hokazo bo’lishi mumkin. Bunday takrorlikka ega bo’lgan spektral chiziqlar vodorod spektrining ko’zga ko’rinuvchan sohasiga ta‘luqli bo’lib, Balmer seriyasi deb ataladi. Agar elektron to’rtinchi, beshinchi va hokazo orbitallardan uchinchi orbitaga o’tsa, vodorod spektrining infraqizil sohasiga muvofiq keladigan nurlar ajralib chiqadi.
Lekin N.Bor nazariyasi spektr chiziqlarining magnit va elektr maydonida tarkibiy qismlarga parchalanish hodisasini va ko’p elektronli zarrachalarning tuzilishini tushuntira olmadi. N.Bor nazariyasiga ko’ra atomda elektron harakat qiladigan har qaysi orbita radiusi o’zgarmas qiymatga ega bo’lishi, elektron ayni orbitada aniq tezlik bilan harakat qilishi, elektronning o’zi aniq o’lchamli zarracha bo’lishi kerak edi. Lekin haqiqatda shunday emas. Zommerfeld va boshqa olimlar N. Bor nazariyasini rivojlantirib, vodorod atomining magnit va elektr maydonidagi harakatini tushuntira oladigan, boshqa elementlar atomlarining tuzilishini bayon etadigan nazariya yaratdilar. Bu nazariyaga ko’ra, atomda elektron orbitallar faqat doira shaklidagina emas, balki Ellips shaklida ham bo’lishi mumkin. Lekin Bor-Zommerfeld nazariyasi ham ko’p elektronli atomlarning spektrlarini izoh qila olmadi.
Bu nazariyada aniqlangan kamchilliklarning asosiy sababi «mikroolam» ob‘ektlariga «makroolam» fizikasini qo’llanilishi bo’ldi. Bu ishda izchillik yo’q edi. Tez orada ma‘lum bo’ldiki, elektron aniq o’lchamli, aniq tezlik bilan harakat qiluvchi, fazoda aniq o’rinni egallovchi zarracha emas, u ham zarracha, ham to’lqin xossalarini namoyon qiladi. 1927 yildan boshlab atom tuzilishi haqida zamonaviy ta‘limotga poydevor qurildi.