Page 30 - g lyk

ο
XHMEIA Γ’ ΘΕΤΙΚΗΣ (6 ΚΕΦΑΛΑΙΟ)

1. Εισαγωγή Bohr, Plank, De Broglie, Heisenberg (σ 3-6, Α 24, 25, 26, 27, 28)
1. Η πρώτη (µηχανική) και η δεύτερη (οπτική) συνθήκη της θεωρίας Bohr.
Α) Τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από τον πυρήνα σε ορισµένες κυκλικές
τροχιές. Κάθε επιτρεπόµενη τροχιά είναι κβαντισµένη, έχει καθορισµένη ενέργεια.
2
Για το υδρογόνο Ε = -(2,18*10 –18 ) / n . Ερµηνεία αρνητικού προσήµου & ιοντισµού.
Β) Το ηλεκτρόνιο εκπέµπει ή απορροφά ενέργεια υπό µορφή ακτινοβολίας µόνο όταν
αλλάζει ενεργειακή στάθµη. Τότε ∆Ε = h * ν, σε συµφωνία µε θεωρία Plank. Το
εκπεµπόµενο φως σε φωτογραφική πλάκα δίνει σειρά φωτεινών γραµµών – φάσµα.
2. Θεµελιώδης και διεγερµένη κατάσταση ατόµου
ΘΚ όταν τα ηλεκτρόνια είναι πλησιέστερα στον πυρήνα. Αντίθετα ∆Κ όταν
µεταπηδήσουν σε υψηλότερες ενεργειακές στάθµες.
3. Κβαντική θεωρία Plank
Η ακτινοβολία εκπέµπεται όχι µε συνεχή τρόπο αλλά σε µικρά πακέτα, τα κβάντα.
Τα κβάντα φωτός ή της ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας γενικότερα ονοµάζονται
φωτόνια. Κάθε κβάντο έχει ενέργεια Ε = h * ν, h = 6,63 * 10 -34 Js.
4. Πού πέτυχε και που απέτυχε η θεωρία Bohr;
Πέτυχε σε ερµηνεία για γραµµικό φάσµα εκποµπής υδρογόνου (και αλκάλια), αλλά
απέτυχε για πολυηλεκτρονικά άτοµα και σε ερµηνεία χηµικού δεσµού.
5. Κυµατική θεωρία de Broglie
Το φως του οποίου το κβάντο ονοµάζεται φωτόνιο, όπως και κάθε κινούµενο µικρό
σωµατίδιο έχει διττή φύση, σωµατιδίου (κβάντα) και κύµατος (ηλεκτροµαγνητικό
κύµα). Η εκδήλωση κάποιου από τους δύο χαρακτήρες εξαρτάται από τις συνθήκες
πειράµατος και ισχύει λ = h / (mu), όπου λ το µήκος κύµατος (κυµατικός χαρακτήρας
σωµατιδίου) σωµατιδίου µάζας m και ταχύτητας u.
6. Αρχή αβεβαιότητας Heisenberg
Είναι αδύνατο να προσδιορίσουµε µε ακρίβεια συγχρόνως τη θέση και την ορµή ενός
µικρού σωµατιδίου. Ερχεται σε πλήρη αντίθεση µε τις κυκλικές τροχιές κατά Bohr.
2. Κυµατική εξίσωση Schrodinger (σ 7-8, Α 29)
2 2 2
Η κυµατική εξίσωση Schrodinger ψ +(8π m/h )(E-V) ψ = 0, είναι εκτός ύλης.
Τα ατοµικά τροχιακά είναι οι λύσεις ψ της παραπάνω διαφορικής εξίσωσης
για το υδρογόνο και αποτελούν συναρτήσεις θέσης ψ (x,y,z) του ηλεκτρονίου στο
άτοµο, περιγράφοντας την κατάσταση ηλεκτρονίου ορισµένης ενέργειας.
2
Το ψ εκφράζει την πιθανότητα να βρεθεί το ηλεκτρόνιο σε ορισµένο σηµείο
2
χώρου γύρω από τον πυρήνα. Το (-eψ ) εκφράζει την πυκνότητα του ηλεκτρονιακού
2
νέφους γύρω από τον πυρήνα, Αλλωστε αν ψ=0, τότε και ψ =0, άρα απουσία
ηλεκτρονίου.
2
Η σχηµατική απεικόνιση της πυκνότητας ηλεκτρονιακού νέφους (ψ ) µπορεί
να γίνει µε α) στιγµές-τελίτσες β) πυκνότητα χρώµατος και γ) οριακές καµπύλες 90-
99 %. Γενικά προκύπτουν 16 διαφορετικά είδη οριακών καµπυλών. Πρέπει να γίνει
αντιληπτό ότι τα µοντέλα οριακών καµπυλών δεν είναι οµοιογενή και συµπαγή, αλλά
περιέχουν και κενά. Σηµεία µε ηλεκτρονιακή πυκνότητα µηδέν ονοµάζονται Nodal
και η πιθανότητα να βρεθεί ηλεκτρόνιο σε αυτό το σηµείο είναι µηδενική. Μπορεί να
αποφύγει κανείς αυτό το πρόβληµα αν χρησιµοποιεί δ) καρτεσιανά διαγράµµατα
2
ακτινικής πιθανότητας κατανοµής ψ – r. Για παράδειγµα το 2s µοντέλο υδρογόνου
περιέχει ένα nodal.
2
ψ Node
Τοµή σφαίρας 2s του Η :
Nodal (λευκός δακτύλιος) άξονας r