18
Atomární spektra Atomy RNDr. Zuzana Malá, Ph.D. K611 FD ČVUT FY2 14. 12. 2016
Atomární spektra
Atomy
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
Emisní a absorpční spektra atomů
spektrum čárové
charakteristické pro atomy určitého prvku
2 2
1 1 1Balmerova série
2R
n
7 11,097 10 m
Rydbergova konstanta
R
http://www.aldebaran.cz/app
lets/fy_spectral/spectral.html
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
2 2
1 1 1Balmerova série
2R
n
2 2
1 1 1Lymanova série
1R
n
2 2
1 1 1Paschenova série
3R
n
2 2
1 1 1Brackettova série
4R
n
2 2
1 1 1,R n s
s n
2 2
1 1 1 Pfundova série
5R
n
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
2 2
1 1 1,R n s
s n
Bohrův model atomu
f i
hch E E
2 2
1 1 1Balmerova série
2R
n
Molekulová spektra RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
Kvantověmechanické řešení atomu vodíku
2
2
20e
p
mE E
2 2 2
2 2 2 2
20e
p
mE E
x y z
2
04p
eE
r
, ,r R r
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
Výsledky řešení Schrödingerovy rovnice
trojrozměrná potenciálová jáma – tři kvantová čísla
diskrétní hodnoty energie
4
2 2 2 2
0
1
32n
meE
n hlavní kvantové číslo n
řešení radiální části vlnové funkce
kvantuje hodnoty energie elektronu
ve vodíkovém atomu
vedlejší orbitální kvantové číslo l
řešení polární části vlnové funkce
magnetické kvantové číslo ml
řešení azimutální části vlnové funkce
Halliday, Resnik, Walker:
Fyzika, Prometheus, 2003
http://phet.colorado.edu/en/simulation/bound-states RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
Zeemanův jev
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
1 1,2,3,...n n
1 0,1, 2,..., 1l n l n
degenerace elektronových hladin
1L l l
z lL m
prostorové kvantování
, , ln l m
, 1,..., 1, 0,1,..., 1,l lm l m l l l l
Halliday, Resnik, Walker:
Fyzika, Prometheus, 2003
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
http://cs.wikipedia.org/wiki/Elektron RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
Spin elektronu
kvantován
kvantové spinové číslo s1
2s
1
2sm
spin = vlastní moment hybnosti elektronu
kvantové spinové magnetické číslo ms
1 1
1 1 0,8662 2
S s s
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
Sternův – Gerlachův pokus
Halliday, Resnik, Walker:
Fyzika, Prometheus, 2003 RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
Orbitální a spinový magnetický dipólový moment elektronu
2z z
e
em L
m
magnetický moment elektronu
szs z
e
em L
m
24 19,274 10 J T2
B
e
e
m
Bohrův magneton
2l
e
em
m
s
e
em
m
l Bm
spinový magnetický moment elektronu
2 s Bm
Halliday, Resnik, Walker:
Fyzika, Prometheus, 2003 RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
Pauliho vylučovací princip
Žádné dva elektrony v atomu nemohou existovat ve stejném
kvantovém stavu.
fermiony poločíselný spin
bosony nulový nebo celočíselný spin
elektronové konfigurace
hlavní kvantové číslo n 1 2 3 4 5
označení písmenem K L M N O
orbitální kvantové číslo l 0 1 2 3 4 5
označení písmenem s p d f g h
Víceelektronové systémy
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
Podslupka shodné l 2(2l + 1) elektronů
s p d f g h
l = 0 1 2 3 4 5
______________________________________________
n = 1 1s
n = 2 2s 2p
n = 3 3s 3p 3d
n = 4 4s 4p 4d 4f
n = 5 5s 5p 5d 5f 5g
n = 6 6s 6p 6d 6f 6g 6h
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
2 2 6 11 2 2 3 Nas s p s
1 2 2 3 3 4 3 4 5 4 5 6 4 5 6 7 6s s p s p s d p s d p s f d p s d
princip minimální energie v základním stavu
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
Feynman, Leighton, Sands: Feynmanovy přednášky z fyziky,
Fragment, 2002 RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
Feynman, Leighton, Sands:
Feynmanovy přednášky z
fyziky, Fragment, 2002
RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
Periodická soustava prvků
fyzikální a chemické vlastnosti prvků:
pouze nezaplněné podslupky RNDr. Zuzana Malá, Ph.D.
K611 FD ČVUT
FY2 14. 12. 2016
