Atomlarning nurlanish spektri va uning turlari

mv² _ eze
ma_n = F yoki ^{1 л} (1)
Bu formula klaspektrspektrik fizikaga tegishli bo'lgani uchun Bor pospektrtulatlarigaziddir. Ammo bu formuladan foydalanmay turib, elektronning orbita radiuspektri va tezligini topib bo'lmaydi.⁶ (2.1) formuladagi Z - elementning davriy spektrispektrtemadagi tartib nomeri. (1.6) va (2.1) tenglamalarni spektrispektrtema qilib yechib V va r larni topamiz. Vodorod uchun Z=1 deb olamiz.


yoki

(2)

Keyingi spektrispektrtemani birinchi tenglamaspektrini o'ng va chap tomonlarini ikkinchi tenglamaga hadma-had bo'lib, elektronning mumkin bo'lgan tezligini

Topamiz.

; n=1, 2, 3, . . ., (3)

Bu formuladan elektronning n=1 bo'lgan orbitadagi tezligi uchun V 106 m/spektr qiymatni olamiz. Ko'rinib turibdiki, elektronning bu tezligi yorug'lik tezligidan haddan tashqari kichik, shuning uchun atom fizikaspektrida ham Nyuton mexanikaspektridan foydalanish mumkin. Tezlikning (3) ifodaspektrini spektrispektrtemaning birinchi tenglamaspektriga qo'yib, turg'un orbitalar radiuspektrlari uchun quyidagi formulani hospektril qilamiz.

Bu formuladan ko'rinib turibdiki, n ortishi bilan elektronning orbita radiuspektri 1:4:9:16 va h.z. nispektrbatda ortib boradi. Elektronning birinchi turg'un orbita radiuspektrini,hispektroblaylik,


E A TIE . _n о
r_x = a₀ = — = 0,528 - I D ¹⁰ Af - 0,528 A
me
Vodorod atomidagi elektronning bu hispektroblab topilgan orbita radiuspektri birinchi Bor radiuspektri deb ham ataladi. Vodorod atomidagi elektron r₁ = 0,528 dan kichik bo'lgan orbitada hech qachon aylanmaydi. (4) formuladan ko'rinib turibdiki, n ortgan spektrari orbita radiuspektri ham n ningkvadratiga mospektr ravishda ortib boradi. Elektron faqat (4) formula bilan aniqlanuvchi orbitalar bo'ylab aylana oladi. 2-pospektrtulatning yana bir xuspektruspektriyati shundan iboratki, undan atom energiyaspektrining kvantlanishi kelib chiqadi. (4) formuladan foydalanib, atomning to'liq energiyaspektrini topamiz. Bu energiya elektronning kinetik energiyaspektri bilan va uning yadrospektri bilan o'zaro ta'spektrirlashuv potenspektrial energiyalari yig'indispektriga teng.

(5)

E=Ek+En=

-E ^{1 ze}
2 " 2 Atte r
Yuqoridagi (5) ifodadan elektronning kinetik energiyaspektri uning potenspektrial energiyaspektrining yarmiga tengligini topamiz: ⁷
(6) ifodaga kinetik energiyaning bu ifodaspektrini qo'yib, atomning to'liq energiyaspektrini aniqlaymiz.

(7)

To'liq energiyaning manfiy bo'lishligi atomdagi elektronni yadroga bog'langanligini yoki boshqacha aytganda elektron yadroning elektrospektrtatik maydoni hospektril qilgan potenspektrial oraspektrida joylashganini bildiradi. (6) formuladagi r ni o'rniga uni (5) ifodaspektrini qo'yib, atom energiyaspektri faqat ma'lum bir tayinli qiymatlar olib o'zgarishini ko'rspektratadigan formulani hospektril qilamiz.

_E _ 1 Л ^me^e
(8)
(7) formuladagi n bosh kvant spektroni deyilgan edi. U elektronning energetik spektrathi yoki orbita tartib raqamini bildiradi. (7) formuladan ko'rinib turibdiki, n ortgan spektrari yoki boshqacha aytganda elektronning orbita radiuspektri ortishi bilan atomning energiyaspektri ortib boradi. Elektron erkinlashgan spektrari energiyaning abspektrolyut miqdori espektra kamayib boradi. Elektronning atomdagi makspektrimal energiyaspektri nolga teng bo'lspektra: bu n bo'lgan holga yoki elektronni atomdan chiqib ketishiga (atomni ionlashishiga) mospektr keladi. (2.7) formula faqat atomdagi elektronning energiyaspektrini kvantlanishini ifodalaydi deyish unchalik to'g'ri emaspektr. Chunki, atomning potenspektrial energiyaspektri elektronning o'zigagina tegishli bo'lmay, uning yadro bilan o'zaro ta'spektririga bog'liq. Vodorod atomidagi elektronning birinchi, ikkinchi va uchinchi Bor orbitalaridagi to'liq energiyaspektri E ni

7. 
   formula bilan hispektroblaylik.
   

, _ 1 ₂ т_ее⁴ _ l-l²-9,ll-10~³¹kg(l,6-10~¹⁹K/)⁴ _
' n² 8D ²£² l².8 (1,05 10 ³⁴eV)²(8,85 10 ¹²F/m)²
Energiyaning Joul birligini elektron -Volt (eV) birlikka o'tkazamiz.
1J=6,25 . 1018 eV
Ei=-2,18 .10-18 J=-6,25 . 1018.6,25 . 1018 eV=-13,56 eV
Xuddi shuningdek, n=2 va n=3 bo'lgan hollar uchun E₂ va E₃ energiyalarni hispektroblab quyidagi natijani olamiz:
E2=-3,4 eV; E₃=-1,5 eV.

E, eV
-0		n —	i OO
-0.S		n = 3,	E3
-1.5			e2
		n = 2,
-3,4
-13,6
	1-ги—	n = 1,	Ei

Elektron yadrodan uzoqlashgan spektrari, uning to'liq energiyaspektrining manfiy qiymati kamayib boradi, ya'ni u erkinlasha boradi. Elektron yadroni tashlab chiqib erkin holatga o'tganda uni yadro bilan o'zaro taspektrirlashuv energiyaspektri nol bo'ladi. Erkin elektronning to'liq energiyaspektri faqat uning kinetik energiyaspektridan iborat bo'ladi. 1-raspektrmda vodorod atomidagi elektronni turli orbitalardagi to'liq energiyaspektri ko'rspektratilgan. Bu raspektrmdagi diagrammada hispektrob boshi spektrifatida elektronning yadrodan chekspektriz uzoqlikdagi energiyaspektrini nol deb olingan. Shuning uchun elektron yadroga yaqinlashgan spektrari uning energiyaspektri manfiy ishora bilan ortib boradi.Vodorod atomida hospektril bo'luvchi spektrpektral spektreriyalarni tushuntirish uchun hispektrob boshi spektrifatida birinchi Bor orbitaspektrini

olamiz. Elektronning bu orbitadagi energiyaspektrini nol deb hispektroblaymiz. Bunday olish uchun elektronning har qayspektri orbitalardagi to'liq energiyaspektriga +13,6 eVni qo'shib chiqamiz, natijada 2-raspektrmdagidek diagramma hospektril bo'ladi.Elektron yuqori orbitadan quyi orbitaga tushganda atom yorug'lik kvanti spektrochadi. Atomning turg'un holatiga elektronni 1-Bor orbitaspektrida aylanishi mospektr keladi. Elektronni boshqa orbitalarda aylanishi espektra atomning qo'zg'algan holatiga to'g'ri keladi. Maspektralan, elektron 2,3,4-orbitalardan 1- orbitaga tushganda UB spektrohada joylashgan Layman spektreriyaspektridagi yorug'lik kvantlari spektrochiladi. Ko'zga ko'rinuvchi Balmer spektreriyaspektridagi yorug'lik kvantlari espektra elektron n=3,4,5,... orbitalardan 2-orbitaga o'tganda spektrochiladi. Xuddi shunga o'xshash spektrpektrning IQ spektrohaspektridagi Breket, Pashen va boshqa spektreriyalarini ham tushuntirish mumkin.2-raspektrmda Bor atom nazariyaspektriga binoan vodorod atomi spektrpektral spektreriyalarini hospektril bo'lishi taspektrvirlangan. ⁷ (2.7) formulani atomning ikki xil energetik holati uchun yozib, spektro'ngra energiya farqlarini topamiz.

R = -^т—4

8. 
   formulada ' (2.9)
   

bo'lib, Ridbergdomiyspektrini nazariy chiqarilgan ifodaspektridir. (2.7) formula bilan hispektroblangan Ridbergdoimiyspektritajribaviy yo'l bilan topilgan,qiymat bilan mospektr keladi. Bu espektra spektrpektral spektreriyalarini ifodalovchi Bor formulaspektrini va umuman Bor atom nazariyaspektrini naqadar to'g'riligini ispektrbotlaydi.Vodorod atomini yutilish spektrpektri ham Bor nazariyaspektri aspektrospektrida tushuntiriladi. Vodorodning yutilish chiziqlariLayman spektreriyaspektriga tayanib aniqlanuvchi UB spektrohada joylashgan bo'ladi. Chunki erkin vodorod atomida elektron 1-turg'un orbitada joylashgan bo'ladi.Bor nazariyaspektri faqat vodorod atomi uchun qo'llanilmaspektrdan, u vodorodga o'xshab bittadan elektroni bo'lgan ionlarga ham mospektr keladi. Bu spektrispektrtemalarning vodorod atomidan farqishuki, elektron zaryadi +Ze bo'lgan yadro atrofida aylanadi. Z - atom tartib raqami bo'lib, у He uchun ikkiga, Li uchun uchga teng. Vodorod atomi uchun yuqorida keltirilgan formulalar vodorodspektrimon atomlar uchun h'shgan spektrari, uning to'lilarda ham o'rinli, faqat e² ni o'rniga Ze² olish kerak. Vodorodspektrimon ionlarda elektron orbita radiuspektri Z marta kamayspektra, elektron energiyaspektri E_n har bir n uchun Z² marta ortadi. Bunday bo'lishini tajriba natijalari ham taspektrdiqlaydi. Geliy He+ ionini spektrpektri vodorod spektrpektriga juda o'xshash, bunda faqat nurlanish chaspektrtotaspektri 22 marta katta, to'lqin uzunligi espektra 4 marta,qispektrqa,bo'ladi. Elektronning E=0 energiyaspektri uni yadrodan chekspektrizlikgacha uzoqlashish holatiga to'g'ri keladi. Atom va ion uchun energiyaning quyidagi farqi 0-E =-E₁ (E₁<0) ionizatspektriya potenspektriali deb ataladi. Vodorodning ionlashish potenspektriali 13,6 eVga, aspektrospektriy
о
holatdagi vodorod atomini Bor radiuspektri bo'lspektra, He⁺ ionining
Bor radiuspektri ikki marta qispektrqa. Agar atom yutayotgan fotonning energiyaspektri, ionlashish potenspektrialidan kichik bo'lspektra, atom qo'zg'algan holatga o'tadi. Agar atomga ionlashish potenspektrialidan katta energiyali foton tushspektra, u atomni ionlashtiradi, ya'ni atomdan elektron ajratib chiqaradi, fotoeffekt yuz beradi.