Historie chemie E = m c2 Zákon zachování hmoty:

Prezentace na téma: "Historie chemie E = m c2 Zákon zachování hmoty:"— Transkript prezentace:

1 Historie chemie E = m c2 Zákon zachování hmoty:
Ve všech chemických procesech celková hmota zůstává nezměněna. Reakce – 0,5 kJ  5,562 · 10–12 kg = 5,56 · 10–6 mg E = m c2 Zákon stálých poměrů slučovacích – nestechiometrické sloučeniny ! Atom – Prvek Molekula – Sloučenina

2 Elementární náboj e = 1,602 · 10–19 C
A T O M částice hmotnost (kg) náboj poloměr (m) elektron e 9,11 · 10–31 – 1 < 10–19 neutron n 1,67 · 10–27 ~ 10–15 proton p + 1 Elementární náboj e = 1,602 · 10–19 C Atomové číslo  p Hmotnostní číslo  ( p + n) Izotopy uhlík – 12C, 13C, 14C vodík – 1H, 2H ~ D, 2H ~ T

3 A T O M Atom H velikost ~ 10–10 m jádro ~ 10–15 m Atom He

4 Rutherfordův experiment (1911)
zdroj alfa částic štěrbina zlatá fólie flourescenční stínítko

5 Vodíkové spektrum Balmer Paschen Lyman Ultrafialová aaaaaaaaaaa
Infračervená Viditelná aaaaaaaaaaa

6 dráhy vnitřních planet
Sluneční soustava dráhy vnitřních planet

7 Vodíkové spektrum  E = h .  c  =  Série n m 1 1 1 = R . –  n2 m2
oblast spektra Lyman 1 2, 3, 4 … ultrafialová (UV) Balmer 2 3, 4, 5 … viditelná (VIS) Paschen 3 4, 5, 6 … infračervená (IR) Brackett 4 5, 6, 7 … vzdálená IR Pfund 5 6, 7, 8 …  E = h .  c  =  = R –  n m2  

8 Spektra štěpení čar – vedlejší kvantové číslo dráhy vnějších planet

9 Částicové a vlnové pojetí elektronu
 E = h .  E = m c 2 c h h  =  =  =  m c m v Důkaz: – svazek elektronů jeví difrakci a interferenci – „Elektronová vlna“

10 Heisenbergův princip neurčitosti
Myšlenkový pokus: .  p – přesnost určení hybnosti  x – přesnost určení polohy h – Planckova konstanta  p .  x  h

11 Schrödingerova rovnice (1)
v závislosti na čase y = a sin ( 2   t ) 2 y zrychlení částice je úměrné jejímu posunu = – k y  t 2  2 y = – a ( 2   ) 2 sin ( 2   t ) = – 4 2 2 y = 0  t 2 v závislosti na směru pohybu x x v = t = t v 2 y 4 2 2 · y = 0  x v2

12 Schrödingerova rovnice (2)
2 y 4 2 2 · y = 0  x v2 h  = m v  m2 v2 = v h2  v =  .  E = Ekin + Epot m v 2 = 2 ( E – Epot ) 2 y 2 m ( E – Epot ) y = 0  x h2 2 2 2 2 m ( E – Epot )  = 0  x  y  z h2

13 Řešení Schrödingerovy rovnice
2 L  = n n2 h2 E = 8 m L2 n = 1, 2, … hlavní kvantové číslo Přechody elektronů Jednorozměrná potenciálová jáma Stojaté vlnění +

14 Funkce  v jednorozměrné potenciálové jámě
x L  2 – vyjadřuje hustotu pravděpodobnosti

15 Znaménko vlnové funkce
Výslednice (a) Vlna 1 Vlna 2 Výslednice (b) Vlna 1 Vlna 2 Skládání vlnění se stejnou fází Skládání vlnění s opačnou fází

16 Řešení Schrödingerovy rovnice
Reálný atom H – hlavní kvantové číslo n h c Z 2 E = R · n2

17 Kvantová čísla  n l m s ± ½ hlavní vedlejší magnetické spinové
1, 2, 3, … vedlejší l n – 1 magnetické m – l … 0 … + l spinové s ± ½  číslo l 1 2 3 4 … orbital s p d f g n = 1 , l = 0 (s) , m = 0 , s = + ½ , – ½ n = 2 , l = 0, 1 l = 1 (p) , m = – 1, 0 , + 1 n = 3 , l = 0, 1, 2 l = 2 (d) , m = – 2, – 1, 0 , + 1, + 2

18 Energie – izolovaný atom vodíku H
hladiny – orbitaly degenerovány

19 Atomové orbitaly s 1 s 2 s 3 s Řešení Schrödingerovy rovnice  2, n, l, m

20 Atomové orbitaly p 2 px 3 px

21 „Tvary“ atomových orbitalů s a p
px py pz

22 „Tvary“ atomových orbitalů d
dxy dyz dzx dx 2 – y 2 dz 2

23 „Tvary“ atomových orbitalů f