Atomic Structure

1
?????????????? Atomic Structure
2
1. Dalton Hypothesis on the Structure of the Atom
???????????????????????? ?????????? ?????
John Dalton ????????????????????? ????????????????
??????? ??????????????(first atomic hypothesis)
???? ?.?. 1805 ????????? ?????????
???????????????????????? 5 ?????? ???
3
Daltons Hypothesis
1. ????? ???????????????????????????????
???? ?????????????????????????????????????
(?????????????????????????? ???????? ?????
??????????????????? internal structure) 2.
???????????????????????????? ?????????? ????
? ?????????
4
3. ??????????????????????? ??????????
??????????? ??????? 4. ???????????????????????????
??? ???????????????????????? ??????????
??????????????????????????????????? 5.
??????????????????? ????????????????
?????????????????????????????????????? ???
5
??????????????????????????????????????????????????
?????????????????
?????? ?????????????????? BILLARD BALLS
???????? hard sphere
6
2. J.J. Thomsons Plum Pudding Model of
the Atom
?.?. 1859-1886 ??????????????????? 3
??????????????????????????????????????????????????
?????????????????? ??????????
7
??????????? ZnS
8
?.?. 1879 ?? ?? ?????? ?????????????????????
?????????? ?????????? ?????????????
????? ?????? ???????? ??????????????????????????
?????????? ????? e -1.6 x10-19 ???????
m
9
?.?. 1886 ????? ????? ??????????????
?????????????????????????????????? ?????
?????????????????????????????????????? ????????
??????????? ???? ???????? ??????????
????????????????????? ?????????????????? ???
???????????????????? ???????????? H2 ??????
10
(No Transcript)
11
???????????????????????????????????????????
???? ?????? ???????????????????????
???????????????????????????(?????????????)
????????????????????????????????????
???????????????????????????????????????????? ?????
?? (??????????????????????????????????????????????
?????????????????????) ????????? ?????
?????????????????????????
12
Positively Charged Jelly
?????????? ?????????????
13
?????????????????????????????? ???????????????????
???????????????? ?????????????????????????????????
????????????? ??????????????????????????????????
1 ?????? ??????????????????? ?????? gt e- p
???????????????????????????????????
??????????????????? ?????? gt ??? e- p
???????????????????????????????????? ?.?. 1911
????????????? ??????????????
14
3. Rutherfords Experiment Discovery of
the Nucleus
?.?. 1911 ????????????? ???????????????? ????????
????????????????????? ???????????????????????????
???????? He2 ?????????????????????????? Ra
????????????????? ???????????????????????????????
???? ?????? ???????? (ZnS ???? CdS)
15
??????????? ZnS
???????????? ?
(?) (?) (?)
(?)
????? a
gt
gt
gt
??????????? ????? (Ra)
16
??????????????? ???????????????????? ????????????
? (????????????????????????? ????????????)
?????????????? (few particles) ???????????????????
?? ?????????????????? (1 ????????????)
???????????????????????
17
?????????????????? ????????????????????(core)
?????????????????????????????????????????????????
??????????????????????????????????????????????????
???????????????????????????????????????????????)
18
????????????????????????????????? ?????????? !!!
????????????? ?????????????????????????
19
(?)
(?)
e-
(?)

e-
(?)
(?)
20
?????????????????????????????????? ???????????????
??????????
??????????????????????????????????
???????????????????????? ?????????????????????
?????????????????????????????????
???????????????????????????????????????????????
21
- - - - - -
- -
22
????????????? ????????????? ??????????????
??????????
23
?????????????????????????????????????????(??????)
??????????????????????????????????????????????????
?????????????????????????????????????????????????
???????????????????????????? ?????????????????????
????????????????????? ( ????????????????)
24
?.?.1903 ????? ???????? (James Chadwick)
???????????? ?????????????????? (He2)
???????????????? Be
25
4. Simple Basic Structure of the Atom
??????????????????????????
????????? ??????????????????? ????????????????????
? ???????? ???????? Atomic Mass Unit (a.m.u.)
???? ?????????? ??????????????????????????
(H) ???????????1 Unit (1 a.m.u.) ???????? 1
a.m.u. ?????? 12C
26
(No Transcript)
27
Simple Structure of Atom
??????????????????????????? 3 ?????????
?????? ??? ?.?. ???
????? a.m.u ????????
?????? 1.6725x10-24 1 1
??????? 1.6748x10-24 1
0 ?????????? 9.10x10-31 1 /1840 1
28
?????? ????? ???????
???????
?????? 1.6x10-19 ?????????
??????? 0
????????? ?????????? 1.6x10-19
????????????????????
29
?????????????????????????????????????????????
???????????????????????? ?????????????????????? 2
?????????????????
1) ?????????????? ?????????????????????
???????????????????????????????? ?????????
30
2) ?????????????????? ??? e- ?????????????
??????????????? ?????????????????????
??????????????????????? (?????????? ??? e-
???????????????????????)??????? ?????? e-
???????????? ??????????? ?? ??????? e-
??????????????????????????
31
??????? e- ????????????????????????????????????
??????????????????????????????????
????????????????????????????????
32
???????????????? J.J.Balmer ???????????????????
? H ??????????????????????????????
????????????????? (discrete) ?????????????????????
???????????????????? ? ??????
33
n1, n2 ????????????, n2 gt n1
???? ????????????????????????????????? ????????
Balmer ?????????????????????????
34
????? Niel Bohr ????????????????? H-spectrum
???????????????????????????????
????????????????????? Planck ???????????
Classical theory ????????????????????????????????
???????????????????????? H-spectrum ??? Bohr
???????????????? ?????????????
35
1. ???????????????? e- ???????????????????
?????????? ???????????????????????????????????
????????????? ?????????? e-
??????????????????????? ??? ????
???????????????????????????? ???
????? h Planck constant
??????????????????????????????? e- ?????????? r
??? e- ????? m ??????????? v ???????????
36
n ???????????? 1, 2, 3 . ?
mvr ???????????????
??????????????????? (principal quantum number)
?????????? ???????????????????????? e-
????????????? ?
?????????????????????????????
??????????????????????
37
2. ????? e- ????????????? ????????????????????
??? ?????????????????? E???
E??????? ????? E???
E??????? ??? ??????????????????????
????????????? ?????? ????????????????????????
?? ????????????? ??????? ????? ? DE?
hn
38
5. ???????????????????? ????? ?.?. 1913
Neils Bohr ????????? ????????????????????????????
??????????????????? ?????????????????????????
?????????????- ??????????????????
????????????????????? Planck ???????????????????
?????????????? ????????????????????????????????
Balmer ????????????????????????????????
39
?????????????????????????????? n ??? p
??????? ???????????????????????????????????? ?
????????????????????????????????????????????? ???
??????? ????? (n 1) ???????????????
40
The Simple Bohr Model
?????????????????? H ???????????????????? path
????????
41
Bohr Structure of the Atom
????????????????????? ??????????????
(???????????????)
n 1
n 2
?????????
????????????
42
6. ???????????????????????????????? ????????
Z ???????? ???????????
???????????????
?????????????????????????, H ???????????? 1
?????? ?????? 1 ??????
43
??????? 2, He ???????????? 2 ??????
?????? 2 ??????
n 1
1p
2p
3p
n 1
n 1
H
He
n 2
???????????????????????????????!!!!
Li
44
??????? 3 ???????? n 1 ???????????? 2
?????? ???????? n 2 ????????????
1 ??????
45
????????????????????????????????????????
?????????????
1 Hydrogen (H) - 1 2 Helium (He)
- 2 3 Lithium (Li) - 2,1 4 Beryllium
(Be) - 2,2 5 Boron (B) - 2,3
6 Carbon (C) - 2,4 7 Nitrogen (N)
- 2,5 8 Oxygen (O) - 2,6 9
Fluorine (F) - 2,7 10 Neon (Ne)
- 2,8
46
11 Sodium (Na) - 2,8,1 12 Magnesium
(Mg)- 2,8,2 13 Aluminium (Na) - 2,8,3 14
Silicon (Si) - 2,8,4 15 Phosphorus
(P) - 2,8,5
16 Silicon (Si) - 2,8,6 17 Chlorine
(Cl) - 2,8,7 18 Argon (Ar) - 2,8,8 19
Potassium (K) - 2,8,8,1 20 Calcium (Ca) -
2,8,,8,2
47
???????????????
??????????????????? 2n2
2 ????? n 1
8 ????? n 2
18 ????? n 3
32 ????? n 4
48
7. ?????????????????
??????? ????????????????????????????????
????????????????????
?????????????
????????????(?????????????)
49
Isotopes of Hydrogen
????? ???????
?????? ?????????? ??????? ????????
1 1
0 ??????????? 1 1
1 ???????? 1 1
2