vysvětlení? problém vnitřní struktury atomů- kladný a záporný (elektrony) náboj - radioaktivita, rozpady - kolik elektronů v atomu - rozložení náboje - rozložení hmoty 2 základní modely (klasické) (J.J.) Thomsonův "Plum Puding" modelplanetární Rutherfordův model - homogenně rozložená kladná hmota - v ní záporné elektrony - možná valence - oscilátory - výklad čarových spekter - kvantitativně vysvětloval Rutherfordovy pokusy - kladné malé jádro, kolem záp. el.
Ernest Rutherford ( ) N.c. za chemii 1908 (Geiger, Marsden, ) -zářič stínění Au fluorescence (m = 4u, Q=2e) E ~ 7.7 MeV
Thomsonův model Rutherfordův model Marsden, Geiger
r b Q = Z e q = 2 e potenciální energie: ZZE: kinetická energie:
nejmenší vzdálenost: kvantitativní ověření Rutherfordova planetárního modelu
planetární Rutherfordův model: atom = jádro + elektrony jádro (Fermiho model) elektrony N = Z
+ výchozí předkvantový planetární model nedostatky: elektrodynamicky nestabilní elektrostaticky nestabilní dva atomy spojené... nestabilní konfigurace neudává pravidla pro velikost atomů spojité záření x experiment (čarová spektra) neudává pravidla pro čarová spektra nezbytný rozchod s klasickou fyzikou (Bohr)
1) Elektrony krouží kolem jader po kruhových drahách. Niels Bohr ( ) Aage Niels Bohr (*1922) 2) Přípustné jsou jen vybrané stacionární orbity - na nich elektron obíhá a nezáří. 3) Stacionární orbity vybereme kvantováním momentu hybnosti: 4) Elektrony mohou přeskakovat mezi jednotlivými orbity; přeskoky jsou spojeny s vyzářením nebo pohlcením fotonu.
Bobrův poloměr H: 1 elektron + 1 proton (H: Z = 1) (~0.53Å) Rydbergova konstanta Ry 13.6 eV energie:
přeskoky: série čar: od do rychlost: = ~ 1/137 (konstanta jemné struktury) H: HH HH HH HH (Å) limita série
K L M N O
(H: ~ Ry/1.0005) Harold Clayton Urey ( ) 1934: N.c. za chemii
komentář k Bohrovu modelu: - kvaziklasické přiblížení - přenesl ħ na hmotné soustavy (předtím pro popis fotonů) - inspirace pro Heisenberga a kvantový popis atomů (kvantový popis H: stejný výsledek jako Bohr) - nepodařilo se zobecnění na víceelektronové atomy (problém e-e interakce) nutný úplný kvantový popis