Bor nazariyasi. Vodorod atomining spektri va tuzilishi

Bor nazariyasi.
Bor nazariyasi. Vodorod atomining spektri va tuzilishi.
Bor o’z nazariyasini yaratishda, yadro atrofida elektronlarning harakatlanishidan iborat bo’lgan sistemaga kvant nazariyasini asos qilib oldi. Kvant nazariyasi 1900 yil ingliz fizigi Plank tomonidan yaratildi. Bu nazariyaga muvofiq yorug’lik energiyasining nurlanishi va yutilishi uzluksiz oqim bilan chiqib va yutilib turmay, balki ayrim kichik portsiyalar bilan chiqadi va yutiladi. Energiyaning bu portsiyalarini yorug’lik kvanti, kvant energiyasi yoki fotonlar deb ataladi. Nur chiqarayotgan jism energiyasi zapasi bir tekisda o’zgarmasdan tusatdan (sakrab-sakrab), kvantma-kvant o’zgaradi. Jism kasr sondagi kvantlar chiqara olmaydi ham, yutmaydi ham. Energiya kvanti Ye tebranish chastotasiga to’g’ri proportsional bo’lib, quyidagi formula bilan ifodalanadi:
E = hy y = c/1.
1-to’lqin uzunligi;
h-proportsionallik koeffitsienti yoki Plank konstantasi bo’lib h=6,625· 10-27 erg/sek yoki 6,62· 10-34 Dj/s ga teng.
Bor elektronlarning yadro atrofida aylanish hodissiga kvant nazariyasini asos qilib, vodorod atomining spektri va tuzilishi asosida o’zining 2 ta pastulotini (xulosa) yaratdi.
Birinchi pastulot. Elektron yadro atrofida har qanday orbita boylab emas, balki ma‘lum energiya darajasiga muvofiq keladigan orbitalar boylab harakat qiladi. Bu orbitalar barqaror yoki kvant orbitalar deyilad. Atom normal holatda bo’lganda elektron yadroga yaqin orbitada turadi va atom minimal energiya qiymatiga ega bo’ladi.
Atomning bu holatini galayonlanmagan, normal yoki asosiy holat deyiladi. Atomga tashqaridan energiya berilsa uning energiya zapasi oshadi va undagi elektron yadroga yaqin orbitadan uzoqroq orbitaga o’tadi. Atomning bu holatini galayonlangan yoki yuqori energetik darajadagi holat deyiladi. Galayonlangan atomning energiyasi galayonlanmagan atomning energiyasidan ortiqdir. Atom galayonlangan holatda juda qisqa muddat sekundning yuz mln. (10-8 sek) dan bir ulushi vaqtigacha tura olishi mumkin.
Ikkinchi pastulot. Bor nazariyasining ikkinchi postulotiga muvofiq elektron bir orbitadan boshqa orbitaga o’tgandagina atom o’z energiyasini o’zgartiradi: Elektron kvantlangan yoki barqaror orbitalar boylab harakatlanganda atom energiya chiqarmaydi va yutmaydi.
Elektron yadrodan uzoqroq orbitadan yaqinroq orbitaga o’tganda atom energiya yo’qotadi. Elektron bir orbitadan ikkinchisiga o’tganda atomning yo’qotadigan energiyasi nur energiyasining bir kvantiga teng bo’ladi.
Ye = I 1 – 12 · yoki Ye = hy · E2 – E1 = hy
Bor o’zining postulotlariga asoslanib, vodorod atomi atrofida harakat qiluvchi elektron uchun bulishi mumkin bo’lgan orbitalarning radiuslarini hisoblab, ularning oddiy sonlar kvadratlari nisbat kabi nisbatda bo’lishini topdi va vodorod spektrining hosil bo’lishi sxemani yaratdi.
12 : 22 : 32 . . . . . . . . . . . . . n2
N2 – atomida yadroga eng yaqin orbitaning radiusi 0,53 A ga teng undan keyingilari 2,12 A, 4, 74 A . . . . . . . . . . . . . . . . va x.k.
y=Ro
1-to’lqin takrorligi
Ro-Ridberg konstantasi
n-yadroga yaqin orbita
m-yadroga uzoq orbita
I-Layman seriyasi (ultrabinafsha soxa)
II-Balmer seriyasi (ko’zga ko’rinadigan soxa)
III-Pashen seriyasi (infra qizil)
IV-Brekket seriyasi – infra qizil.
Bor nazariyasining yutuqlari: u kvant qonunlari asosida va klassik molekulyar nazariyalar asosida tushuntirdi. Lekin u faqat vodorod atomini tuzilishinigina tushuntirdi.
Ko’p elektronli murakkab molekulalarni tuzilishini. Bor yeazariyasi asosida tushuntirib bo’lmadi. atom mikrozarrachalardan tuzilganligi isbotlangandan keyin ularning harakatini tushintiradigan fizikaning bo’limi kvant (to’lqin) mexanikasi XX asrning 20-chi yillarida vujudga keldi. u kvantlangan energiya tasavvuriga, mikrozarrachaning to’lqin xarakterdagi xarakatiga, mikroob‘ektni extimollar (statistik) usulida ifodalashga asoslangan.
Mikrozarracha xarakatining to’lqin harakteri. Ma‘lumki, elektromagnitning nurlanishni ifodalashda to’lqin va korpuskulyar deb tasavvur qilish mumkin: birinchidan monoxromatik nurlanish xuddi to’lqin kabi tarqaladi va to’lqin uzunlik 1 (yoki tebranish chastotasi. . . ) bilan xarakterlanadi; ikkinchidan u mikrozarrachaga kvant energiyani tashuvchi fotonlar deb qarash mumkin.
Elektromagnit nurlanishning interferentsiyasi va difraktsiya xodisasi (nur, radioto’lqin, g-nurlar, rentgen nurlar va x.k.) uning to’lqin tabiatli ekanligini ishonsli holda isbotladi. Shu bilan birga elektromagnit nurlanishlar ma‘lum bir energiyaga, massa va bosimga ega.
Shu yo’l bilan quyosh massasi bir yilda nurlanish hisobiga 1,5 1017 kg ga kamayishi aniqlangan.
1924 yil Lui de Broyl hamma mikrozarrachalarga korpuskulyar to’lqin tushunchasini tatbiq qilishni va ya‘ni har qanday mikrozarrachaning harakatini xuddi to’lqin jarayoni kabi to’grisida taklif qiritdi. Matematik jihatdan bu ifoda de Broyl nisbati nomini oldi va unga binoan V-tezlik bilan xarakatlanayotgan m-massali zarrachaga 1-to’lqin uzunlik xos bo’ladi:
de Broyl gipotezasini difraktsion va interferentsion effektlarda elektronlar oqimini aniqlash bilan tajribada isbotlandi. Bu ifoda bilan elektron harakati (massasi 9,1 · 10-31 kg, tezligi 106 m/s) to’lqin uzunligi 10-10 m tengligi ya‘ni uning uzunligi atom o’lchami kabi o’lchash mumkinligi aniqlandi. Makrozarrachalarning xarakatida aksincha to’lqin juda kichik uzunlikka (10-29 m va undan ham kichik) ega bo’lganligi uchun ularni to’lqin jarayon ekanligini tajribada aniqlash mumkin emas.
Oaniq printsipi. Atom tuzilish nazariyasiga ko’ra elektron zarracha va to’lqin tabiatga ega. buni 1925 yilda V.Geyzenberg mikrozarracha (elektron)ning ikki xil tabiatli ekanligini o’zining noaniqlik printsipi asosida tushuntirdi. Bu printsipiga muvofiq bir vaqtning o’zida mikrozarrachaning tezligi impuls p=m . . . va o’rnini (koordinatlarini) aniqlash mumkin emas. Elektron xarakatining xarakteri printsipini aniq belgilanishi mumkin emas.
Matematik jihatdan noaniqlik printsipi quyidagicha ifodlanadi:

Dv – elektron tezligini o’lchashdagi xato.
Dq – elektron impulsi (o’rni)ni o’lchashdagi xatosi.
Dq – noaniqlik holatining, tezlikka (Dv) ko’paytmasi h/4p dan kichik bo’lishi mumkin emas.
Bu tenglamadan, elektronning zarrachaning koordinatlari qanchalik bilan o’lchansa, uning tezlik kattaligi shunchalik noaniq bo’ladi va aksincha degan xulosa kelib chiqadi. Masalan: elektron tezligi 2000 km/sek. Xarakatda bo’lgan elektronning fazodagi o’rni (holati) 10-10 sm aniqlik bilan topilgan bo’lsa, uning tezligini topishdagi noaniqlik 58000 km/sek ni tashkil qiladi. Elektronning 2 xil tabiati uning quyidagi xossalarida namoyon bo’ladi: birinchidan elektron ma‘lum kattalikdagi tinch massaga ega, ikkinchidan elektron to’lqinsimon harakatga ega, uchinchidan uni amplituda, to’lqin uzunlik, tebranish chastotasi kabi fizikaviy konstantalar bilan tavsiflash mumkin. shu sababli elektronni harakatini aniq traektoriya bilan xarakaterlash mumkin emas. Kvant energiyasi, elektronning to’lqin xarakterdagi xarakati, noaniqlik printsipi kabilar – klassik mexanika elektronning xarakterini mutloqo tushuntirib bera olmasligini ko’rsatdi.

1. Kimyo fani nimani o’rganadi?

A. Moddalarning tuzilishini.
B. Moddalarning bir-biriga aylanishini.
C. Fizik qonuniyatlarni.
D. Kimyoviy qonuniyatlarni.
E. Moddalarning xossalarini, tuzilishini va bir-biriga aylanishini.
2. Atom malekulyar ta’limotning asosiy holatlari?
A. Moddalari ularning kimyoviy xossalarini o’zida saqlovchi eng kichik zarralar bo’lgan molekulalardan tashkil topgan.
B. Molekulalar atomlardan tashkil topgan.
C. Molekula va atomlar doim harakatda bo’ladi.
D. Molekulalar fizik hodizalarda o’zgarmay qolsada, kimyoviy hodisalarda parchalanib ketadi.
E. Yuqoridagilarning barchasi.
3. Molekula nima ?
A. Molekula- moddalar fizik xossalarini nomoyon qiluvchi eng kichik bo;lagi?
B.Molekula- moddalar kimyoviy xossalarini nomoyon qiluvchi eng kichik bo’lagi.
C. Molekula- moddani tashkil qiluvchi atomlar guruhi.
D. Molekula- moddani tashkil qiluvchi elektronlar uyushmasi.
E. Molekula –moddaning tuzilishini ko’rsatuvchi kattalik.
4. Kimyoviy element nima?
A. Atomlarning muayan turi.
B. Malekulani tashkil etuvchi bo’lak.
C. Atomni tashkil etuvchu qism.
D. Moddani hosil qiluvchi bo’lak.
E. Jismlarni tashkil qiluvchi tarkibiy qism.
5. Nisbiy atom mass anima?
A. Nisbiy atom massa –element atomi massasi uglerot atomi massasining qancha og’irligini ko’rsatuvchi kattalik.
B. Nisbiy atom massa –element atomi massasi uglerot atomi massasining ½ qismidan qancha og’irligini ko’rsatuvchi kattalik.
C. Nisbiy atom massa –element atomi massasi uglerot atomi massasining 1/24 qismidan qancha og’irligini ko’rsatuvchi kattalik
D. Nisbiy atom massa –element atomi massasi uglerot atomi massasining 1/3 qismidan qancha Nisbiy atom massa –element atomi massasi uglerot atomi massasining 1/4 qismidan qancha og’irligini ko’rsatuvchi kattalik.

Nazariy savollar