Aniq va tabiiy fanlar metodikasi kafedrasi

Borning ikkinchi (orbitani kvantlash) postulati: elektron stasionar orbitada harakatlanayotganda impuls momenti qirrali ga teng bo`lib, kvantlashgan bo`ladi, yani
(155)
bunda n –orbita tartib nomerini ifodalaydi, m₀ – elektronning massasi,  –uning tezligi, r_n –orbitaning radiusi.
Shunday qilib, Bor klassik fizika qonunlarini atomga tatbiq qilishni rad etmadi, faqat ularga cheklanishlar kiritdi. Bu cheklanishglar orbitani kvantlash va atomning barqarorligidan iboratdir.


N.Bor nazariyasi. Atom tuzilishining ajoyib bosqichlaridan biri — 1913 yilda Daniya olimi Nils Bor taklif qilgan vodorod atomining tuzilishi nazariyasi bo’ldi. N.Bor o’z nazariyasini yaratishda Rezerford fikriga va kvantlar nazariyasiga asoslandi.
N.Bor nazariyasining birinchi postulatiga ko’ra, elektron yadro atrofida faqat kvantlangan, ya’ni ma’lum energiya darajasiga muvofiq keladigan orbitallar bo’ylab aylanadi.
Bu orbitallardan qaysi birining elektron bilan band etilishi atomning energiyasiga bog’liq. Agar atomning energiyasi minimal qiymatga ega bo’lsa elektron yadroga eng yaqin birinchi orbita bo’ylab harakat qiladi; atomning bu holatini qo’zg’almagan, normal yoki asosiy holat deyiladi. Bu holda elektron yadro bilan eng mustahkam bog’langan bo’ladi.
Qo’shimcha energiya qabul qilgan atom qo’zg’algan holatga o’tadi. Lekin atomning qo’zg’algan holati nihoyatda qisqa muddatlidir (sekundning yuz milliondan bir ulushi vaqtda).
Elektron uzoq orbitadan yaqin orbitaga o’tganda atom elektromagnit nur chiqarib o’z energiyasini kamaytiradi.
N.Bor nazariyasining ikkinchi postulatiga ko’ra, elektron bir orbitadan ikkinchi orbitaga o’tgandagina atom o’z energiyasini o’zgartiradi: elektron kvantlangan orbitalar bo’ylab aylanganda, atom energiya chiqarmaydi va energiya yutmaydi.
Elektron yadrodan uzoqda turgan orbitadan yadroga yaqin orbitaga o’tganda atom yorug’likning bir kvantiga teng energiya chiqaradi. Bu kvantning kattaligi dastlabki va oxirgi holatlarning energiyalari orasidagi ayirmaga tengdir:
E = E₁ – E₂ = h

bu yerda: E₁ va E₂ - dastlabki va oxirgi holatlar energiyalari;

h - Plank doimiysi, 6,624·10^–34 joul/sek;
 - nurning 1 sekunddagi tebranishlar soni (chastotasi):
 = c/
bu yerda: c - yorug’lik tezligi;  - yorug’likning to’lqin uzunligi.
M.Plank 1900 yilda qizdirilgan jismlarning spektrlarini alohida tarzda taksimlanishini tushuntirish uchun kvant nazariyani yaratdi. Bu nazariyaga muvofiq energiya uzluksiz ravishda ajralib chiqmaydi, balki mayda bo’linmaydigan porsiyalar bilan chiqadi. Nurning bu eng kichik porsiyasi kvant deb ataladi. Uning kattaligi tarqalayotgan nurning tebranish chastotasiga bog’lik bo’ladi. Har qaysi kvant kattaligi quyidagi Plank tenglamasi bilan ifodalanadi:
YE=h, =C/ bu yerda to’lqin uzunligi, C-yoruglik tezligi; YE energiya kvanti; tebranish chastotasi, h-6.624*10^-34 J^.sek Plank doimiysi.
Bor nazariyasi. Nurlanishning kvant nazariyasi asosida N.Bor Rezerfordning atom tuzilish nazariyasini rivojlantirdi.
N.Borning birinchi postulatiga ko’ra elektron yadro atrofida faqat kvantlangan orbitalar bo’ylab aylanadi. Bunda harakat miqdori momenti (mvr) kattalik jihatdan h/2n ga karali bo’ladi, ya'ni
mvr=nh/n2
bu yerda: r-orbita radiusi, n-bosh kvant son; nq1,2,3,4. -elektronning xarakat tezligi.
N.Borning 2-postulatiga ko’ra elektron kvantalangan orbitalar bo’ylab aylanganida atom energiya chiqarmaydi va energiya yutmaydi. Elektron yadrodan uzoqroq orbitadan yadroga yaqinrok orbitaga o’tsa u yorug’likning bir kvantiga teng energiya chiqaradi. Bu kvantning kattaligi quyidagi formula bilan aniqlanadi.
Ye=h=E_uzok -Ye_yakin

Shunday qilib, Borning vodorod atomini tuzilish nazariyasi yuqorida aytilgan 2 postulatga asoslanadi.

Agar atomning energiyasi minimal qiymatga ega bo’lsa, elektron yadroga eng yaqin orbita bo’ylab harakat qiladi; atomning bu xolatini g’alayonlanmagan xolat deyiladi. Qushimcha energiya qabul qilgan atom esa g’alayonlangan xolatga o’tadi. Binobarin, g’alayonlangan atomning energiyasi g’alayonlanmagan atomning energiyasidan ortiqdir. Lekin atomning g’alayonlangan holati nihoyatda qiska muddatli. U sekundning yuz milliondan bir ulushiga qadar oz vaqt davom etadi.
N.Bor nazariyasi vodorod atomi spektrining turli sohalaridagi ayrim chiziqlarning hosil bo’lish sababini aniq tushuntirib berdi. Lekin Bor nazariyasi kamchiliklardan xoli emas. N.Bor nazariyasiga muvofiq elektronlar bir orbitadan 2- orbitaga o’tganda energiyaning o’zgarishi spektr chiziqda aks etadi. Biroq spektrlarni sinchiqlab tekshirish ularni yanada murakkab tuzilganligini ko’rsatdi. Spektr chiziqlarning har qaysisi bir-biriga yaqin turgan ikki chiziq - dubletdan, dubletlar esa bir-biriga juda yaqin turgan bir necha yo’ldosh chiziqlardan iboratligi tasdiklandi. Ko’p elektronli atomlarning spektrlarida shunday spektr chiziqlar ko’rsatiladiki ularni elektronning bir orbitadan 2- orbitaga o’tishi bilan tushuntirib bo’lmasdi. Bor nazariyasi spektrdagi bu murakkablikni izohlab bera olmadi. Bor nazariyasiga birinchi o’zgarishlarni nemis olimi Zommerfeld kiritdi. Uning fikricha, elektronlar faqat doiraviy orbita bo’ylab emas, balki, ellipslar bo’ylab ham xarakat qilish mumkin. (7-rasm)