تبلیغات
♥ ✿ســمـ پــادیـــاااا✿♥ - مدل اتمی بور 2

مدل اتمی بور 2

نویسنده :neda
تاریخ:سه شنبه 13 بهمن 1394-08:31 ب.ظ

بور با ارائه مدل تازه ای برای اتم هیدروژن،  نارسائی را تا حدی برطرف كرد:


1) الكترون در اتم هیدروژن در مسیری دایره ای شكل به دور هسته گردش می كند.

2) انرژی این الكترون با فاصله آن از هسته رابطه ای مستقیم دارد

3) این الكترون فقط می تواند در فاصله های معین و ثابتی پیرامون هسته گردش كند.

 

در واقع الكترون تنها مجاز است كه مقادیر معینی انرژی را بپذیرد. به هر یك از این مسیرهای دایره

 ای (مدارها) مجاز، تراز انرژی می گویند. تعداد این ترازهای انرژی در اتم اندك است.

4) این الكترون معمولاً در پائین ترین تراز انرژی ممكن (نزدیكترین مدار به هسته) قرار دارد. به

 این تراز انرژی، حالت پایه گویند.

5) با دادن مقدار معینی انرژی به این الكترون، می توان آن را قادر ساخت كه از حالت پایه (ترازی 

با انرژی كمتر) به حالت برانگیخته (ترازی با انرژی بالاتر) انتقال پیدا كند.

6) الكترون در حالت برانگیخته، ناپایدار است، از این رو همان مقدار انرژی را كه پیش از این 

گرفته بود، از دست می دهد و به حالت پایه باز می گردد.

 


از آنجائی كه انرژی اضافه الكترون در حالت برانگیختگی باعث ناپایداری اتم می شود، اتم

 

تمایل دارد حالت ناپایدار را یا از دست دادن انرژی به حالت پایه اتم كه حالت پایدار است،

 

برسد. این انرژی را در ناحیه مرئی به صورت نشر نور از دست می دهد. نشر نور، با طول

 

موج معین (یعنی همان خط هائی كه در طیف می دیدیم.)


مقدار انرژی لازم برای جهش الكترون بین دو سطح را كوانتوم گویند:


انرژی یك كمیت كوانتومی است. (معنی كوانتومی = پیمانه ای ـ بسته ای ـ كمیت

 

ناپیوسته و گسسته كه دارای مقدار معینی انرژی می باشد.)


بور با كوانتیده در نظر گرفتن ترازهای انرژی یا به عبارت دیگر، كوانتومی در نظر گرفتن

 

مبادله انرژی هنگام جابجائی میان ترازهای یاد شده، توانست با موفقیت طیف نشری

 

خطی هیدروژن را توجیه كند.


بقیه در ادامه مطلب

طبق نظریه بور، الكترون فقط وقتی می تواند تابش كند و نور منتشر كند كه ازمدار بالاتر به

 

مدار پائین تر بیفتد و هنگامی كه الكترون در مدار خود هست، انرژی معینی دارد و پایدار

 

است. (مدار مانا).

 


انرژی یك الكترون نیز كوانتومی است. یعنی مقدار معینی انرژی (نه هر مقدار) و چون

 

انرژی لازم برای جهش الكترون بین دو تراز انرژی اتم نیز كوانتومی است، هنگامی كه

 

الكترون به مدار خود برمی گردد، انرژی اضافی خود را كه كسب كرده بود، دوباره از دست

 

می دهد و نور نشر می كند، یعنی دارای طول موج معین نیز خواهد بود. (یعنی همان خط

 

های مشخص در طیف كه دارای طول موجهای معین بودند.)



1- پیوسته: مانند مساحت زمین، پارچه، ... كه هر اندازه می تواند باشد


كمیت ها: 2 متر مربع یا 5/2 متر مربع یا هر مقدار دلخواه دیگر)


2- گسسته یا ناپیوسته: مانند تعداد دانش آموزان (21 دانش آموز، یا كمتر

 

یا بیشتر نه 2/22 دانش آموز)




تعداد الكترون، بار الكتریكی الكترون، تعداد اتم، مقدار انرژی همه كمیتهای ناپیوسته یا


كوانتومی یا بسته ای یا پیمانه ای می باشد كه فقط مقدارهای معین و مشخص را در


برمی گیرند، نه هر مقداری را.


اساساً در جهان دو نوع رفتار قابل مشاهده است: رفتار (خواص) ذره ای ـ رفتار (خواص) موجی


پلانك خاصیت ذره ای برای ذرات قائل بوده (مثل نور) دوبروی با پذیرفتن رفتار ذره ای

 

رفتار موجی را به ذرات نسبت داد.


مانند نور كه هم خاصیت ذره ای و هم خاصیت موجی دارد. رفتار ذره ای مانند هنگامیكه

 

با برخورد فوتون به سطح فلز سزیم (در چشم الكترونیك) جریان الكتریسیته برقرار شود.

 

(الكترون ها از سطح فلز سزیم جدا می شود.)


نكته: نور از ذرات ریز به نام فوتون درست شده است.


نكته: فلز سزیم عنصر گروه اول جدول تناوبی كه دارای انرژی یونش بسیار پایین است.


الكترون ظرفیتی آن (الكترون لایه آخر) به راحتی و با كمترین انرژی جدا می شود.


گسترش مفهوم دوگانگی موج ـ ذره توسط دوبروی انجام شد.


موج ـ ذره = Wave - Particle

 


موره = Wavticle

 


دوبروی به الكترون ها طول موجی نسبت داد.الكترون ها نیز دارای دو رفتار ذره ای و موجی

 هستند.


در اشعه كاتدی خاصیت ذره ای الكترون را و در میكروسكوپ الكترونی رفتار موجی را داریم.


ذرات بسیار ریز (نظیر اتم و مولكول و ...) كه با نور مرئی (به علت بلندی طول موج) قابل

 

دیدن نیست با میكروسكوپ الكترونی كه با الكترون با طول موج كوتاه كار می كند قابل

 

دیدن می شود.


نكته: اساساً وقتی ما چیزی را می بینیم كه از آن جسم نور به چشم ما برسد.


دانشمندان در میكروسكوپ الكترونی با تنظیم سرعت الكترون طول موج آن را تغییر می

 

دهند و هر چه سرعت بیشتر طول موج كوتاه تر می شود (پس امكان تصویربرداری از ذرات

ریز ممكن می شود.)

هایزنبرگ می گوید: الكترون ها به علت كوچكی و سرعت بالایی كه دارند هرگز نمی

 

توان محل دقیق و سرعت آنها را همزمان به دست آورد.


اصل عدم قطعیت هایزنبرگ:هرگز نمی توان محل دقیق (موقعیت و سرعت و اندازه حركت)

 

الكترون را همزمان به دست آورد.


دانستید كه الكترون علاوه بر خصلت ذره ای، خصلت موجی، نیز دارد این خصلت دو گانه

 

باعث می شود كه هرگز نتوان چگونگی جابه جا شدن الكترون از نقطه ای به نقطه ای

 

دیگر را معین كرد و نیز نمی توان موقعیت الكترون در اتم دو هر لحظه از زمان مشخص


نمود:

 

در مدل كوانتومی (نظریه شرودینگر) كه بر پایه خواص موجی الكترون ها، استوار

 


است به جای صحبت از مكان دقیق الكترون، احتمال حضور آن در فضای معینی در اطراف

 


هسته را مورد توجه قرار می دهیم. چنین فضایی را اوربیتال می نامیم.


اوربیتال:فضایی در اطراف هسته است كه احتمال یافتن الكترون در آن بیش از 90%


باشد. (البته مانند مدل بورانرژی الكترون كوانتیده است).


1ـ احتمال حضور الكترون در جاهای گوناگون در اطراف هسته به وسیله نقطه هایی

 

نشان داده می شود. تراكم این نقطه ها در اطراف هسته به صورت ابری در می آید كه به

 

آن ابر الكترونی می گوییم هر جا كه تراكم ابر الكترونی یا نقطه ها بیشتر باشد، احتمال

 

حضور الكترون در آن جا نیز بیشتر است.


2ـ اوربیتال یك فضای احتمالیست كه می تواند شكل های مختلفی داشته باشد. اوربیتال

 

ها را با حروف مشخصی نامگذاری می كنیم. اوربیتال s و p و d و f.

 


Sكروی و P به صورت دمبل می باشد.




 

برای مشخص کردن جایگاه الکترون از اعداد كوانتومی (ms,ml,l,n) كمك می گیریم

. (پس هر الكترون در هر اتمی دارای مشخصات  شناسامه ای و كد مخصوص است.)

هیچ دو الكترون در یك اتم نمی تواند چهار عدد كوانتومی یكسان داشته باشند.

ممكن است در سه عدد كوانتومی ml,l,n   یكی باشند اما در msباید متفاوت باشند 

 

روش پر كردن اوربیتال ها: روش آفبا 


1. الكترون ها به ترتیب در اوربیتال هایی جای می گیرند كه كمترین سطح انرژی را داشته باشند. 

2. در هر اوربیتال حداكثر دو الكترون با اسپین مخالف می تواند قرار بگیرد. 

(اصل طرد پاولی: هیچ دو الكترونی در اتم نمی تواند چهار عدد كوانتومی یكسان داشته باشد.) 

3. اصل هوند در یك زیر لایه مثلاً 2p یا 3d ابتدا به هر اوربیتال یك الكترون تعلق می گیرد. (با 

اسپین موازی و همسو) سپس جفت شدن آغاز می شود.

مطابق شكل قرار می گیرد.

سپس جفت می شوند. 

این شكل پایدارترین حالت است پس هرآرایش دیگری ناپایدار است. نظیر شكلهای زیر: 


آرایش الكترونی اتم: 

هیدروژن به خاطر داشتن تنها یك الكترون سطح انرژی زیر لایه ها در هر لایه ی الكترونی اصلی

فقط به n (عدد كوانتومی اصلی وابسته است. اما در اتمهای دیگر با بیش از یك الكترون انرژی 

زیرلایه ها هم به nوl بستگی دارد. بنابراین طبق شكل زیر در اتم هیدروژن (با داشتن فقط یك 

الكترون) زیر لایه ها در هر لایه الكترونی اصلی هم تراز و هم انرژی هستند. 

اما در اتمهای با بیش از یك الكترون زیر لایه ها در هر لایه اصلی الكترونی هم ترازی خود را از 

دست می دهند.

 

ادامه ...

نكته: در یك تراز انرژی معین و انرژی اوربیتال های P از انرژی اوربیتال های s بیشتر است و

s>p>d>f 

نكته: افزایش انرژی اوربیتال های اتمی طبق اصل آفبا با رعایت اصل طرد پاولی و اصل هوند به

ترتیب زیر است. 

1s<2s<2p<3s<4s<3d<4p<....... 

وی پر شدن زیر لایه ها مربوط به تراز انرژی اصلی در اتم

در مورد روش افبا به طور خلاصه می توان گفت  

ns (n -2) f (n-1)d np

نكته: مقایسه دو اوربیتال از نظر سطح انرژی

  • 1- اوربیتالی كه مجموع اعداد كوانتومی اصلی و اوربیتالی آن پایین تر است سطح انرژی

  • پایین تری قرار دارد و به هسته نزدیك تر است.

2s<2p 


3=1+2                   2=0+2 

-  اگر مجموع اعداد كوانتومی اصلی (n و l) اربیتالی برابر شود در این صورت آن كه عدد


كوانتومی اصلی  پایین تر دارد (n كوچكتر) در سطح انرژی پایین تر قرار دارد. 


3d<4d 


5=1+4                   5=2+3

نكته: به طور خلاصه در مدل كوانتومی دانستیم كه الكترون ها در اطراف هسته اتم در یك سری ترازهای اصلی  قرار 

دارند.

هر تراز انرژی خود ا زیك چند زیرلایه (l) تشكیل شده است و در هر زیر لایه یك چند اوربیتال هم شكل و هم انرژی و هم

تراز (مثلاً 3 تا اوربیتال Pبا مثلاً 5 اوربیتال d و با 7 اربیتال d) با جهتهای متفاوت قرار دارد و در هر اوربیتال حداکثر دو

الکترون در یک اوربیتال قابل توضیح است.

. حداكثر دو الكترون با اسپین متفاوت قرار دارند.


    چرا در هر اوربیتال حداكثر دو الكترون (چرا بیشتر یا كمتر نه؟) الكترون ها چگونه در یك اوربیتال كنار هم قرار می 

گیرند طبق مشاهدات تجربی برای توجیه برخی خواص فیزیكی اتم ها (مثلاً نظیر خواص مغناطیسی آن ها و یا مغناطیسی 

نبودن آنها)نسبت دادن دو الكترون در یك اوربیتال قابل توضیح است.


پس اتم هایی كه دارای الكترونهای منفرد باشند از خود خواص مغناطیسی نشان می دهند و اتم هایی كه تمام الكترون های 

آنها زوج شده باشد خواص غیر مغناطیسی نشان میدهند. الکترون ها دارای دونوع حرکت هستند.

  • 1- حركت اربیتالی (حركت الكترون به دور هسته اتم)
  • 2- حركت اسپینی (حركت به دور خود)

    چون الكترون ذره ی باردار است در حین حركت در اطراف خود میدان مغناطیسی ایجاد می كند و تبدیل به یك آهن ربای 

كوچك می شود (حال اگر قرار باشد دو الكترون در كنار هم در یك اربیتال قرار بگیرند باید جهت حركت انها مخالف هم 

باشند تا میدان مغناطیسی ایجاد شده (نیروی جاذبه مغناطیسی ایجاد شده دو  با ر هم نام الكترون ) بر نیروی دافعه دو بار 

الكتریكی منفی هم نام را از بین ببرد. (پس در یك اربیتال دو الكترون دو جهت ساعتگرد و پاد ساعتگرد را به خود می 

گیرند. 

حال اگر قرار باشد الکترونها در اربیتال های جدا قرار گیرند(مثلاسه اربیتال p ) به شکل اسپین موازی قرار میگیرند که

پایدارترین حالت است.

آدرس دهی یك الكترون: با داشتن اعداد كوانتومی زیر جای الكترون در اطراف هسته راپیدا می كنیم .


یعنی این الكترون در لایه اول در زیر لایه s دارای یك اربیتال می باشد كه ml آن صفر است واسپین 2/1+ (یعنی این 

الكترون در حركت به دور محور خود در جهت حركت عقربه های ساعت می چرخد. این  

مثال : این اربیتال دارای چه اعداد كوانتومی است؟    3pz          

 

n=3                                        l=1                   ml=-1                 ms=+1/2, -1/2      

 

 

حال باید گفت كه الكترون ها در زیر لایه ها مثلاً در زیر لایه P چگونه قرار می گیرند (در اربیتالهای pxpy  pz

نكته: طبق قاعده موند اربیتال های همتراز و هم انرژی یك لایه در پایدارترین وضعیت الكترون هایش به صورت موازی و

هم سو در هر اربیتال یك الكترون و در صورت لزوم پس از اینكه هر اربیتال یك الكترون در آن قرار گرفت، جفت شدن

الكترون ها صورت می گیرد.



نوع مطلب : شیمی 

داغ کن - کلوب دات کام
نظرات() 
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نظرات پس از تایید نشان داده خواهند شد.