§3.5 Квантово - механическое описание атома и молекул
Что описывает обобщенная формула Бальмера
?Получите из этой формулы выражения для видимой, ультрафиолетовой и инфракрасной областей спектра излучения атома водорода. Что означает понятие «серия линий»?
Сформулируйте постулаты Бора. Как осуществляется квантование атома водорода. Опишите с помощью квантовых чисел n, l и m спектр атома водорода. Сформулируйте правило отбора.
Что характеризуют квантовые числа: главное, орбитальное и магнитное? Какие значения они могут принимать? Каковы возможные значения l и m для главного квантового числа n= 5? Сколько различных состояний соответствует n= 4?
Дайте квантово - механическую формулировку принципа Паули. Покажите, что максимальное число электронов, находящихся в состояниях, определяемых главным квантовым числом n, равно 2 n2 .
Что называется гиромагнитным отношением? Чем спиновое гиромагнитное отношение отличается от орбитального? Чему равен магнетон Бора?
В каких случаях обнаруживается тонкая структура спектра? Дайте определение спина как квантового числа. Каков его смысл? Запишите закон квантования спина.
Почему атом водорода может иметь одну и ту же энергию, находясь в различных состояниях?
Какие принципы квантовой физики положены в основу объяснения Периодического закона Менделеева? Опишите заполнение электронных оболочек атомов Н, Не, Li, O, Ne, Si, Ar.
Каков механизм возникновения электронно-колебательных и колебательно-вращательных спектров?
Построить и объяснить диаграмму, иллюстрирующую расщепление энергетических уровней и спектральных линий (с учетом правил отбора) при переходах между состояниями с l = 2 и l = 1.
Электрон в атоме находится в f – состоянии. Определить: 1) момент импульса (орбитальный) Le электрона; 2) максимальное значение проекции момента импульса
на
направление внешнего магнитного поля.
Заполненной электронной оболочке соответствует главное квантовое число n=3. Определить число электронов в этой оболочке, которые имеют одинаковые следующие квантовые числа: 1)
и
;
2)
и
.
Пользуясь представлениями модели атома Резерфорда – Бора, вывести формулу скорости движения электрона по орбите. Вычислить ее скорость на двух первых электронных круговых орбитах в атоме водорода.
Электрон движется по второй орбите атома водорода. Найти длину волны де Бройля.
С помощью условий квантования вывести формулу центростремительного ускорения электрона на орбите. Найти их ускорения на двух первых орбитах в атоме водорода.
Во сколько раз увеличится радиус орбиты электрона у атома водорода, находящегося в основном состоянии, при возбуждении его фотоном энергией 12,09 эВ?
Определить границы серии водородных линий, расположенных в далекой ультрафиолетовой части спектра (серия Лаймана).
Наибольшая длина волны спектральной водородной линии серии Лаймана 121,6 нм. Вычислить наибольшую длину волны в серии Бальмера.
Какую работу нужно совершить, чтобы удалить электрон со второй орбиты атома водорода за пределы притяжения его ядром?
Какие спектральные линии появятся в видимой области спектра при возбуждении атомов водорода электронами энергией 13,0 эВ?