2. Descoperirea
fenomenelor de
radioactivitate de către
Becquerel a constituit
argumentul final pentru
renunţarea la ideea
indivizibilităţii atomilor.
Odată admis acest lucru,
fizicienii au pornit la
elaborarea modelelor de
structură a atomilor
3. • O serie de fenomene si procese din fizica
electricitatii demonstreaza ca atomilor
trebuie sa li se atribuie proprietatea de a
accepta si de a ceda electroni. Astfel de
fenomene sunt: efectul fotoelectric, emisia
termoelectrica.
• Electronul este o particula elementara avand
sarcina electrica qe = -e = -1,6*10-19 C, masa
sa fiind foarte mica: de fapt, ea este mult
mai mica decat masa unui atom.
4. Modelul Thompson
Primul model de atom a fost cel al
lui Thomson, in care electronii sunt
fixati elastic in interiorul unei sfere
umplute uniform cu sarcini pozitive.
Dar acest model nu poate explica
cum stau sarcinile pozitive, uniform
distribuite, fara sa se respinga intre
ele si nu poate explica satisfacator
nici emisia radiatiei luminoase. In
principiu, sarcinile din interiorul
atomului nu pot fi distribuite decat
in doua moduri: grupate in locuri
diferite spatial sau in aceeasi
regiune spatiala restransa.
5. Bombardand atomii cu un fascicul paralel de particule incarcate, in
primul caz ele vor interactiona cu sarcini de un fel sau de altul si vor
fi puternic deviate (imprastiate), pe cand in cazul al doilea, sarcinile
fiind foarte strans unite, campul electric creat de ele va fi extrem de
slab, interactiunea va fi foarte slaba, deci particulele practic nu vor fi
deviate.
Rutherford, bombardand
atomii cu particule
incarcate electric, a
observat ca ele sunt
puternic deviate, deci a
dovedit astfel ca sarcinile
din atom sunt separate
spatial, deci modelul
Thomson a fost
abandonat.
6. • Modelul este denumit şi
"cozonacul cu stafide" datorită
asemănarii dintre dispunerea
particulelor negative în norul de
sarcină pozitivă şi a stafidelor în
aluat.
7.
8. Modelul planetar al
lui Rutherford
Cercetarile experimentale efectuate
de E. Rutherford au condus la
urmatoarele rezultate:
a. in mod obisnuit se observa doar
deviatii mici ale particulelor α de la
directia traiectoriei initiale (unghiuri
de deviatie mai mici de 30);
b. la aproximativ 8.000 de particule α
slab deviate revine in medie o
particula care sufera o deviatie
puternica (unghiuri de deviatie 900 …
1800);
Rutherford a interpretat aceste
rezultate elaborand, in anul 1911, un
nou model atomic, modelul planetar al
atomului, cu trei caracteristici
definitorii:
9. a. Aproape toata masa atomului este concentrata intrun volum foarte mic care constituie nucleul atomic.
Nucleul atomului are un diametru de 10-14 - 10-15 m,
mult mai mic decat diametrul atomului (10-9 - 10-10 m).
b. Nucleul este incarcat pozitiv. El este inconjurat de
un invelis de electroni, numarul acestora fiind astfel
incat atomul este neutru din punct de vedere electric.
c. Electronii se invart in jurul nucleului pe traiectorii
circulare. Nucleul exercita asupra electronilor forte de
atractie electrostatica care joaca rol de forte
centripete.
10.
11.
12.
13. Modelul atomic al lui Bohr
Modelul atomic planetar al lui
Rutherford are o serie intrega de
deficiente constatate de Niels Bohr.
Acesta modifica conceptiile teoretice
clasice, folosind cunostintele pe care
descoperirile epocii sale i le puneau
la indemana: cuantele de energie si
observatia lui A.W.Conway (1907) ca
emisia luminii nu este un proces
continuu, fiecare linie spectrala fiind
efectul insumarii radiatiilor emise de
diversi atomi la diverse momente. Pe
baza lor el trage concluzia ca
atomul nu trebuie sa emita sau sa
absoarba continuu, ci numai in
anumite cazuri speciale, procesul
avand un caracter discontinuu.
14.
15. Dificultatile care apar in rationamentele privind
energia pornind de la modelul atomic planetar al
lui Rutherford, l-au determinat pe N. Bohr sa
formuleze doua ipoteze restrictive care trebuie
luate in considerare cand se studiaza starea
energetica a unui electron in jurul nucleului si,
respectiv, emisia si absorbtia radiatiilor
electromagnetice de catre atom. Aceste ipoteze
restrictive au fost numite postulatele lui Bohr.
16. Postulatele lui Bohr
1. Electronul se poate misca in atom, fara sa
emita radiatii, numai pe anumite orbite. Aceste
orbite se numesc stationare. Miscarea
electronilor pe orbitele stationare se face fara
emisie sau absorbtie de energie. Starile
corespunzatoare ale atomului se numesc stari
stationare. Intr-o stare stationara energia
atomului este constanta in timp.
17. 2.
Atomul poate sa emita sau sa absoarba energie radianta
(sau de alta natura) numai la trecerea (tranzitia) de pe o
orbita (stare) stationara pe alta, iar energia emisa sau
absorbita sa fie cuantificata.
Primul postulat afirma ca electronii se
misca in jurul nucleului numai pe anumite
orbite numite orbite stationare.
Al doilea postulat al lui Bohr afirma ca la
tranzitia unui electron de pe o
orbita stationara se emite o cantitate de
energie, numita cuanta de energie.
18. Deficiente ale modelului
• Acest model nu poate explica spectrele de
emisie şi energia de ionizare decât pentru
atomul de hidrogen şi ionii hidrogenoizi.
Nu a putut fundamenta stiintific spectrele
unor atomi grei. Nu a putut explica
formarea legaturilor duble. Nu a putut
fundamenta scindarea liniilor spectrale
intr-un camp perturbator.
• Aceste deficiente au fost rezolvate prin
aparitia modelului atomic BohrSommerfeld - modelul precuantic
19. Arnold
Sommerfeld
Incercarile de perfectionare a
modelului Bohr, facute intre anii
1915 – 1925 au culminat cu
construirea unei noi mecanici,
mecanica cuantica, care sa
imbratiseze toate fenomenele la
scara atomica in mod unitar.
Principala contribusie a avut-o
fizicianul A. Sommerfeld care a
generalizat modul de cuantificare,
incercand sa aplice modelul Bohr
cazului mai general, de miscare pe
orbite eliptice. In acest caz trebuia
cuantificata miscarea care acum
depindea de doua marimi variabile.
Intr-o miscare circulara variaza doar
pozitia electronului pe arcul de cerc,
raza fiind constanta.
20. In cazul miscarii electronului pe o orbita eliptica variaza atat pozitia
electronului pe orbita (exprimata printr-o coordonata unghiulara (φ)
cat si distanta electron – nucleu (r). In figura sunt date toate distantele
si punctele importante ale unei elipse. Elipsa din figura are
o extrencitate ε = 0,8. Mecanica arata ca in cazul miscarii pe o elipsa,
centrul de forte (nucleul, Soarele) se gaseste nu in centrul elipsei (O), ci
in unul din cele doua focare (Fsau F’). Se spune de asemenea ca
miscarea eliptica are doua grade de libertate. Sommerfeld a aratat ca
la cuantificarea sistemelor cu mai multe grade de libertate vor aparea
un numar corespunzator de numere cuantice.
a- axa mare;
b- axa mica
c=
- distanta de la centrul
elipsei(O) la focarul elipsei (F)
e= c/a – extrencitatea elipsei
A- Afeliu
B- Periheliu
