ChemStudy

При переходе электрона с более отдалённой от ядра орбиты на орбиту, более близкую к ядру, энергия излучения изменяется не непрерывно, а порциями — квантами. Величина кванта энергии связана с частотой излучения n или длиной волны l соотношением

E = E2 – E1 = hn = h·c/l

где E1 и E2 — энергия атома в состояниях 1 и 2; h — постоянная Планка, равная 6,625·1034 Дж/с; c — скорость света, равная 2,998·108 м/с.

В классической механике вращение тела вокруг центра определяется моментом количества движения m·v·r, где m — масса тела; v — скорость его движения; r — радиус окружности, по которому оно вращается. По Бору момент количества движения электрона в атоме водорода может быть равен только целому числу квантов действия n·h/2pð, где n — натуральное число; h — постоянная Планка, поэтому

m·u·r = n·h/2p (1)

Принимая во внимание равенство центробежной силы (f1 = m·u2/r) центростремительной силе (f1 = e2/r2), действующих в системе ядро атома водорода – электрон, получаем:

m·u2/r = e2/r2 (2)

Cочетая уравнения (1) и (2), находим:

r = h2n2/4p2·m·e2 и u = 2pe2/hn

Полученные уравнения позволяют рассчитать радиусы разрешённых орбит в атоме водорода и скорости движения по ним электрона. Например, для основного состояния атома водорода (n = 1):

r = (6,625·10-27)2/4·(3,14)2·9,1·10-26·(4,8·10-10)2 = 0,053 нм

u = 2·3,14·(4,8·10-10)2/6,625·1·10-27 = 2200 км/с.

Радиус следующей орбиты (n = 2) равен 0,212 нм, а скорость движения электрона на этой орбите составляет 1/2 его скорости на первой орбите, т. е. примерно 1100 км/с. Это очень высокая скорость (для сравнения можно указать, что скорость космического корабля "Восток" составляла около 8 км/с).

Теория Бора находилась в резком противоречии с положениями классической механики, которая допускает вращение электрона по любой орбите и считает невозможным движение заряженной частицы по круговой орбите без излучения энергии. Однако рассчитанные Бором атомные спектры хорошо совпадали со спектрами, полученными экспериментально. Так, в атомном спектре водорода линии в ультрафиолетовой части оказались связанными с переходами электрона с более удалённых разрешённых орбит на ближайшую к ядру. Линии в видимой части спектра (см. рис. 5) соответствовали переходам электрона с третьей (Ha), четвёртой (Hb) и пятой (Hg) орбит на вторую. В инфракрасной области спектра водорода линии связаны с переходами электрона с более удалённых разрешённых орбит на третью и т. д.

ШЕРЕМЕТЬЕВСКИЙ Николай Николаевич (р . 1916), российский ученый, академик РАН (1991; академик АН СССР с 1984), Герой Социалистического Труда (1986). Труды по исследованию электромеханических комплексов космических объектов, силовых гироскопических установок, следящего привода, статических преобразователей электрической энергии. Ленинская премия (1978), Государственная премия СССР (1949, 1967).

ЭКЗОТИКА (от греч . exotikos - чужой, иноземный), причудливые, необычайные особенности (природы, обычаев, искусства и прочее) отдаленных стран.

АРАГОНИТ , минерал класса карбонатов, Ca[CO3]. Бесцветный, белый, серый, фиолетовый до черного. Твердость 3,5-4,0; плотность ок. 3,0 г/см3. Кристаллы игольчатые, агрегаты ветвистые, натечные (железные цветы) и др. Разновидности: конхит - основная составная часть (наряду с хитином) жемчуга и перламутрового слоя раковин моллюсков; гороховый камень - сцементированные оолиты арагонита. По происхождению гидротермальный и гипергенный.