1 коллоквиум / kolokvium

1.Предмет и задачи химии Место химии в системе естественных наук. Возникновение и развитие химии. Учения о первоэлементах.Химия изучает состав, строение, свойства и превращения веществ.. Место химии в системе естественных наук определяется специфичной только для нее формой движения материи.Химическая форма движения материи определяется движением атомов внутри молекул,протекающим при качественном изменении молекул.Зарождене химии связано с развитием хим процессов и ремесел,таких как выплавка металла,пивоварение,дубление кож и крашение,которые давали практические сведения о поведении веществ.Долог , поучителен и интересен путь ее развития.Учения о первоэлементах(стихиях,началах) появляются в Древней Греции как самостоятельные сущности благодаря крепнущему космоцентризму.Рождение и организация таких первоэлементов,как огонь,воздух,вода,земля,как правило,происходят под действием божественных сил-родителей.Идея о первоэлементах в естествознании актуальнаяи сегодня, и далеко не исчерпана. Важнейшая задача химии - получение веществ с заранее заданными свойствами, интенсификация промышленных производств и создание безотходных технологий химических превращений. Следует особо отметить, что любые химические превращения веществ сопровождаются изменением энергии. К основным этапам в истории химической пауки можно отнести: 1-й этап. С древних времен до конца XVIII века. Алхимический период, Работ. Р.Бойля. 2-й этап. Химия как наука. Работы Ломоносова, Дальтона, Лавуазье. 3-й этап. XIX и. Атомо-молекулярная теория, формирование фундаментальных теоретических основ химии. Открытие Менделеевым Д.И. периодическою закона 1809 году. 4-й этап. Современный период успешного возрождения химии. Научные и практические исследования в области химии.

2.Молекулярно-кинетическая теория. Периодическая система элементов, ее значение для развития химии. Связь химии с другими разделами естествознания.Молекулярно-кинетическая теория(МКТ)-теория,возникшая в 19 в и рассматривающая строение веществ,в основном газов,с точки зрения трех основных приблеженно верных положений:1)все тела состоят из частиц:атомов,молекул и ионов;2)частицы находятся в непрерывном хаотическом движении(тепловом);3)частицы взаимодействут друг с другом путем абсолютно упругих столкновений.Периодическая система химических элементов (табли́ца Менделе́ева) —классификация химических элементов, устанавливающая зависимость различных свойств элементов от заряда атомного ядра. Система является графическим выражением периодического закона, установленного русским химиком Д. И. Менделеевым в 1869 году. Благодаря ей сложилось современное понятие о химическом элементе, были уточнены представления о простых веществах и соединениях. Химия испытывает на себе влияние физики, пожалуй сильнее, чем любая другая наука. На заре своего развития она играла важную роль в становлении физики. Эти науки взаимодействовали очень сильно, они были практически неразделимы. Теория атомного строения вещества получила основательное подтверждение именно в химических опытах. Другая ветвь химии - органическая химия, химия веществ, связанных с жизненными процессами. Одно время предполагали, что органические вещества столь сложны, что их нельзя синтезировать. Однако, развитие физики и неорганической химии изменило ситуацию. В настоящее время научились синтезировать сложные органические соединения, необходимые в жизненных процессах. Главной задачей органической химии является анализ и синтез веществ, образующихся в биологических системах, живых организмах. Отсюда вытекает тесная связь химии и физики с другим разделом естествознания, с биологией.Химия тесно связана с физикой. «И эти две науки, - писал Ломоносов, - так соединены между собой, что одна без другой в совершенстве быть не могут». Химия соприкасается также с другими естественными науками и особенно с геологией и биологией. На границе между химией и геологией возникла геохимия, изучающая поведение химических элементов в земной коре и космосе. На границе между химией и биологией успешно развиваются биохимия, бионеорганическая и биоорганическая химия, которые рассматривают химические процессы в живых организмах. Космохимия изучает состав космических тел и миграцию элементов во Вселенной.

 3.Вещество, простые и сложные вещества. Разделы химииХимия – наука о превращениях веществ, связанных с изменением электронного окружения атомных ядер. Вещество – вид материи, которая обладает массой покоя. Состоит из элементарных частиц: электронов, протонов, нейтронов, мезонов и др. Химия изучает главным образом вещество, организованное в атомы, молекулы, ионы и радикалы. Такие вещества принято подразделять на простые и сложные (хим. соединения).Простые вещества образованы атомами одного хим. элемента и потому являются формой его существования в свободном состоянии, напр. сера, железо, кремний, золото, алмаз. Сложные вещества образованы разными элементами и могут иметь состав постоянный (стехиометрич. соединения, или дальтониды) или меняющийся в нек-рых пределах (нестехиометрические соединения, или бертоллиды). Органическая химия изучает соединения, состоящие в основном из углерода и водорода. Радиохимия - это наука о химическом воздействии высокоэнергетического излучения на вещества; она занимается также изучением поведения радиоактивных изотопов. Физическая химия использует физические методы для изучения химических систем. Большое место в ней занимают вопросы энергетики химических процессов;  Аналитическая химия - старейшая область химии. Она занимается разложением сложных веществ на более простые, анализом самих веществ и их составляющих.  Биохимия изучает сложнейшие химические процессы, протекающие в живых организмах.

4.Минералы, их образование, эндогенные и экзогенные процессы.Минерал - это результат природных физико-химических процессов в земной коре. Все виды процессов образования минералов, можно разделить на две основные группы1. Эндогенные процессы (глубинные), связанные с внутренними источниками энергии литосферы. Связаны с магматической деятельностью, и поэтому протекают в недрах Земли. Внедрившаяся в земную кору магма застывает, образуя горные породы, а выделяемые ей водные и газовые растворы переносят химические вещества, которые откладываются в трещинах, пустотах породы и образуют минералы. 2. Экзогенные процессы образования (поверхностные), связанные с внешними источниками энергии. Эти процессы протекают на поверхности литосферы, в гидросфере, иногда в атмосфере. Они связаны с выветриванием (разрушением) горных пород и минералов, вследствие которых, образуются другие породы и минералы, более устойчивые к этой среде. К экзогенному типу, следует отнести и процессы образования минералов, в результате жизнедеятельности биосферы Земли. Такие процессы, называются – биогенными

5. Роль химии в процессах жизнедеятельности. Большую роль играет химия в современной промышленности. Химическая и нефтехимическая промышленность являются важнейшими отраслями, без которых невозможно функционирование экономики. Среди важнейших продуктов химии следует назвать кислоты, щелочи, слои, минеральные удобрения, растворители, масла, пластмассы, каучуки и резины, синтетические волокна и многое другое. В настоящее время химическая промышленность выпускает несколько десятков тысяч наименований продукции. Исключительно важную роль играют химические продукты и процессы в энергетике, которая использует энергию химических реакций. Для энергетических целей используются многие продукты переработки нефти (бензин, керосин, мазут) , каменный и бурый уголь, сланц и торф. В связи с уменьшением природных запасов нефти вырабатывается синтетическое топливо путем химической переработки различного природного сырья и отходов производства. Развитие многих отраслей промышленности связано с химией: металлургия, машиностроение, транспорт, промышленность строительных материалов, электроника, легкая, пищевая промышленность- вот неполный список отраслей экономики, широко использующих химические продукты и процессы. Во многих отраслях применяются химические методы, например, катализ (ускорение процессов) , химическая обработка металлов, защита металлов от коррозии, очистка воды. Большую роль играет химия в развитии фармацевтической промышленности: основную часть всех лекарственных препаратов получают синтетическим путем. Исключительно большое значение химия имеет в сельском хозяйстве, которое использует минеральные удобрения, средства защиты растений от вредителей, регуляторы роста растений, химические добавки и консерванты к кормам для животных и другие продукты. Использование химических методов в сельском хозяйстве привело к возникновению ряда смежных наук, например, агрохимии и биотехнологии, достижения которых в настоящее время широко применяются в производстве сельскохозяйственной продукции.

6. Аллотро́пия. Самородные минералы.Аллотропия (от др. -греч. αλλος — «другой» , τροπος — «поворот, свойство» ) — существование одного и того же химического элемента в виде двух и более простых веществ, различных по строению и свойствам: так называемых аллотропических модификаций или аллотропических форм. Этот класс объединяет минералы, являющиеся по своему составу несвязанными вхимические соединения элементами таблицы Д. И. Менделеева, образующиеся в природных условиях в ходе тех или иных геологических (а также космических) процессов. В самородном состоянии в природе известно около 45 химических элементов (точнее, простых веществ), но большинство из них встречается очень редко. САМОРОДНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ (а. nativeelements; н. gediegeneElemente; ф. elementsnatifs; и. elementosnativos) — класс минералов, химический состав которых отвечает химическим элементам. Среди самородных элементов (около 80 минералов) различают самородные металлы, полуметаллы и неметаллы. Среди металлов наиболее распространены самородные Cu, Au, Ag, Pt и платиноиды. Реже встречаются самородные Bi, Sn, Hg; весьма редки Pb, Zn, Jn. В CCCP открыты также самородные Al, Cr, Cd, Со. Ряд самородных элементов типичен для метеоритов (Fe, Ni, Со), некоторые встречены в реголите Луны (Fe, Cu, Al) и в горных породах океанического дна (Au, Fe, Cu, Al). Неоднородность состава самородных элементов нередко обусловлена наличием в них примесей других элементов, образованием структур распада твёрдых растворов, интерметаллических соединений; это характерно для самородных Au (примеси Ag, Cu, Sb, As, Bi), Cu (Sb, As, Zn, Sn, Pb), Fe (Ni, Со, Cr), реже Pd (Se, As, Sn). Найдены также природные сплавы: бронзы, латуни, амальгамы и др.

7. Элементная сера, ее полиморфизм. Роль серы в современной промышленности и проблемы, связанные с ее переработкой. Элементная сера является одним из важных и крупнотоннажных видов химического сырья. Элементная сера существует в нескольких аллотропных формах. Обычная сера представляет собой желтое твердое вещество. Существование аллотропных модификаций серы связано с её способностью образовывать устойчивые гомоцепи – S – S –. Устойчивость цепей объясняется тем, что связи – S – S – оказываются прочнее, чем связь в молекуле S₂. Гомоцепи серы имеют зигзагообразную форму, поскольку в их образовании принимают участие электроны взаимно перпендикулярных р-орбиталей.Существует три аллотропные модификации серы: ромбическая, моноклинная и пластическая. Ромбическая и моноклинная модификации построены из циклических молекул S₈, размещенных по узлам ромбической и моноклинной решеток. В настоящее время производство серы значительно превышает ее потребление. Наиболее перспективными направлениями применения серы являются разработка новых наукоемких серосодержащих материалов, цена которых заметно превышает цену самой серы как сырья, и расширение использования серы в нетрадиционных материалоемких сферах.  Однако существуют и ограничения, связанные с хрупкостью серы, плохой совместимостью с различными партнерами, трудной растворимостью, специфическим запахом и др. Множество аллотропных модификаций и кристаллических форм серы, зависимость свойств от способа получения, содержания примесей и условий хранения вносят дополнительные затруднения при работе с серой в материаловедческом аспекте. Поэтому очень важно учитывать предысторию сырья, а также выбранное направление модификации серы.

8. Сложные вещества, атом, молекулаСложные вещества — это химические вещества, которые состоят из атомов двух или более химических элементов. АТОМ (от греч. atomos - неделимый), наименьшая частица хим. элемента, носитель его св-в. МОЛЕКУЛА (новолат. molecula, уменьшит. от лат. moles-масса), микрочастица, образованная из двух или большего числа атомов и способная к самостоят. существованию. Имеет постоянный состав (качеств. и количеств.) входящих в нее атомных ядер и фиксир. число электронов и обладает совокупностью св-в, позволяющих отличать одну молекулу от других, в т. ч. от молекул того же состава.

9. Основные парадигмы строения веществаПо типу строения все вещества делятся на молекулярные инемолекулярные. Среди органических веществ преобладают молекулярные вещества, среди неорганических - немолекулярные. По типу химической связи вещества делятся на вещества с ковалентными связями, вещества с ионными связями (ионные вещества) и вещества с металлическими связями (металлы).

10. Атомно-молекулярное строение вещества, "кирпичное" (из элементарных частиц) в своей основе.Физическое тело в любом состоянии состоит из мельчайших частиц: атомов и молекул, которые  хаотически движутся.  Интенсивность  этого движения зависит от температуры. Основные положения атомно-молекулярного учения о строении вещества.1. В основе учения о строении вещества лежит принцип дискретно­сти, т. е. вещество не является сплошным, а состоит из отдельных мельчайших частиц (атомы, молекулы или ионы).2. При соединении друг с другом атомов одного и того же химиче­ского эле­мента образуются простые вещества. Если соединяются атомы разных элемен­тов, образуются сложные вещества.3. Атомы и молекулы в веществе находятся в постоянном движении, характер которого зависит от агрегатного состояния вещества. Чем выше температура, тем интенсивнее движение частиц.4. В состав молекул может входить различное число атомов. Моле­кулы инерт­ных газов состоят из одного атома: He, Ar. Молекулы простых газов состоят из двух, реже трёх атомов: Н₂, N₂, O₃. В состав моле­кулы серной кислоты H₂SO₄ вхо­дит 7 атомов, молекулы многих поли­мерных веществ насчитывают сотни и ты­сячи атомов: [-CH₂-CH₂-]_n.5. Образуя молекулы, атомы могут соединяться друг с дру­гом не только в раз­личных количествах, но и разным образом в про­странстве, увеличивая тем самым многообразие веществ (явление по­лучило название «изомерия» и наиболее распространено среди органиче­ских веществ).6. Существуют вещества, в которых носителями свойств являются не моле­кулы, а атомы (атомные кристаллы, металлы), ионы (растворы со­лей, кислот и т. д.) или их комбинации.

11. Корпускулярно-волновые свойства микромира Квантовая механика – наука о строении и свойствах элементарных частиц, ядер, атомов и молекул, об их превращениях и явлениях, сопровождающих эти превращения. Частицы микромира объекты с двойственной природой – корпускулярно-волновой дуализм – они одновременно и частицы и волны.  Главный тезис квантовой механики — микрочастицы имеют волновую природу, а волны — свойства частиц.Двойственная (корпускулярно-волновая) природа микрообъектов.В основе современного понимания микромира лежит представление о том, что любая движущаяся частица обладает волновыми свойствами. Так, дифракция и интерференция электромагнитного излучения (света, радиоволн, 7 Лучей, рентгеновских лучей) служат убедительным доказательством его волновой природы. В то же время электромагнитное поле — это вещество, состоящее из микрочастиц, называемых фотонами, или квантами. Поэтому электромагнитное поле производит давление, обладает массой и т. д.Волны де Бройля. В 1924 г.- де Бройль (Франция) предположил, что двойственная корпускулярно-волновая природа присуща не только фотонам, но также любым другим микрочастицам. Движение микрочастицы можно рассматривать как волновой процесс, и для него справедливо соотношение, аналогичное.Работы де-Бройля показали, что атомы и электроны, корпускулярная природа которых подтверждена больщим количеством физических и химических опытов, также могут обладать и волновыми свойствами. Это дало ему право связать корпускулярные и волновые свойства микрочастиц одним уравнением

12. Закон сохранения энергии и материи, два тесно связанных между собой н очень близких по содержанию закона, лежащих в основании всего точного естествознания. Эти законы имеют чисто количественный характер и являются законами экспериментальными Закон (принцип) сохранения энергии. Энергия есть способность производить работу. Каждое тело, обладающее энергией, способно произвести лишь определенную количественно, эквивалентную работу. Закон с. э. утверждает, что энергия не исчезает и не образуется вновь, но что энергия одного вида может перейти в эквивалентное количество энергии другого вида. Закон (принцип) сохранения (постоянства) массы (материи, вещества). Этот закон правильнее называть зако- ном сохранения массы, а не материи, т. к. он касается лишь количественной- стороны материи ее массы. 3. с. м. утверждает, что общая масса вещества при хим. и физ. изменениях сохраняется постоянной. Доказательством его может служить весь количественный хим. анализ и синтез.

13.Масса и энергия в мат мире По современным представлениям химическая связь между атомами имеет электростатическую природу. Под химической связью понимают электрические силы притяжения, удерживающие частицы друг около друга. Частицы, которые принимают участие в образовании химических связей, могут быть атомами, молекулами или ионами. "свойства химических элементов (т.е. свойства и форма образуемых ими соединений) находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов химических элементов". Масса – 1)в естественнонаучном смысле количество  вещества, содержащегося в теле. Заряд- физ. величина, являющаяся источником поля, посредством к рого осуществляется взаимодействие частиц, обладающих этой характеристикой . Спин- в квантовой механике собственный угловой момент, присущий некоторым элементарными частицами, атомам и ядрам. Спин может рассматриваться как вращение частицы вокруг своей оси. Общие характеристики всех элементарных частиц - масса, время жизни, спин, электрический заряд.

14. Строение атома, линейчатые спектры, опыт РезерфордаАтом состоит из ядра, имеющего положительный электрический заряд, и отрицательно заряженных электронов. Линейчатые спектры представляют собой набор цветных линий различной яркости, разделенных широкими темными полосами. Наличие линейчатого спектра означает, что вещество излучает свет только вполне определенных длин волн (точнее, в определенных очень узких спектральных интервалах) . Каждая из линий имеет конечную ширину.  Линейчатые спектры дают все вещества в газообразном атомарном (но не молекулярном) состоянии. Изолированные атомы химического элемента излучают строго определенные длины волн.  Обычно для наблюдения линейчатых спектров используют свечение паров вещества в пламени или свечение газового разряда в трубке, наполненной исследуемым газом.  При увеличении плотности атомарного газа отдельные спектральные линии расширяются и, при очень большой плотности газа, когда взаимодействие атомов становится существенным, эти линии перекрывают друг друга, образуя непрерывный спектр. Опираясь на классические представления о движении микрочастиц, Резерфорд предложил планетарную модель атома. Согласно этой модели, в центре атома располагается положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома. Атом в целом нейтрален. Вокруг ядра, подобно планетам, под действием кулоновских сил со стороны ядра вращаются электроны (рис. 6.1.4). Находиться в состоянии покоя электроны не могут, так как они упали бы на ядро.считал, что атом представляет собой электронейтральную систему шарообразной формы радиусом, примерно равным 10^–10 м. Положительный заряд атома равномерно распределен по всему объему шара, а отрицательно заряженные электроны находятся внутри него (рис. 6.1.1). Для объяснения линейчатых спектров испускания атомов Томсон пытался определить расположение электронов в атоме и рассчитать частоты их колебаний около положений равновесия. Однако эти попытки не увенчались успехом. Через несколько лет в опытах великого английского физика Э.Резерфорда было доказано, что модель Томсона неверна.

15. Квантовые постулаты Для объяснения устойчивости атомов и линейчатого спектра излучения атома водорода Н. Бор (1885-1962) ввел три постулата:Первый постулат. Атом может находиться не во всех состояниях, допускаемых классической физикой, а только в особых стационарных состояниях, каждому из которых соответствует своя определенная энергия Е_n. В стационарном состоянии атом не излучает.Второй постулат. При переходе атома из одного стационарного состояния в другое излучается или поглощается фотон с энергией hv, равной разности энергии стационарных состояний.где тип - номера стационарных состояний, между которыми происходит переход.Третий постулат. В стационарном состоянии электрон может двигаться только по такой ("разрешенной") орбите, радиус которой удовлетворяет условию:где ти- импульс с электрона, п - номер стационарного состояния (п = 1, 2, 3...).Хим. Элемент - вид атомов, обладающих одинаковым зарядом ядра. X. э. в свободном состоянии являются простыми (не разложимыми хим. методами на более простые) в-вами. Молекула - наименьшая частица вещества, обладающая его химическими свойствами.Кроме электронейтральных атомов и молекул, существуют одно или многоатомные заряженные частицы, называемые ионами. Положительные ионы называют катионами (отрицательные – анионами.Валентность атома – это его способность образовывать определенное число химических связей с другими атомами. Валентность определяется как число электронных пар, которыми данный атом связан с другими атомами.

16. Молекула водорода, симметричная и антисимметричная волновые функции.Моле́кулаводоро́да — простейшая молекула, состоящая из двух атомов водорода. В её состав входят два ядра атомов водорода и два электрона. Вследствие взаимодействия между электронами и ядрами образуется ковалентная химическая связь. Кроме основной изотопной модификации H2, существуют разновидности, в которых один или оба атома протия заменены другими изотопами водорода — дейтерием или тритием: HD, HT, D2, DT, T2. Симметричность или несимметричность молекулы имеет значение при её вращении.Исходя из принципа тождественности частиц и учитывая то, что электроны являются фермионами, волновая функция молекулы водорода должна быть антисимметричной относительно перестановки электронов. Независимость гамильтониана от спиновых переменных позволяет выбрать её в виде произведения двух функций, одна из которых зависит только от координат и называется координатной волновой функцией, а вторая зависит только от спинов и называется спиновой функцией.Существуют два возможных типа спиновых функций для двух электронов: с параллельными спинами и с антипараллельными спинами. Функции с параллельными спинами симметричны относительно перестановки электронов и образуют триплетные состояния, в которых суммарный спин равен единице. Функции с антипараллельными спинами образуют синглетные состояния с нулевым суммарным спином (см. Мультиплетность, Состояние (квантовая механика)). Они антисимметричны относительно перестановки электронов.Поскольку волновая функция электрона должна быть антисимметричной относительно перестановки, она может быть произведением либосимметричной координатной функции на антисимметричную спиновую функцию, либоантисимметричной координатной функции на симметричную спиновую функцию.Симметричную и антисимметричную координатные функции основного состояния в нулевом приближении теории возмущений можно построить исходя из волновых функций основного состояния атома водорода

17. Ионы в кристаллической решеткеКристаллические решётки веществ-это упорядоченное расположение частиц(атомов, молекул, ионов) в строго определённых точках пространства. Точки размещния частиц называют узлами кристаллической решётки. В зависимости от типа частиц, расположенных в узлах кристаллической решётки, ихарактера связи между ними различают 4 типа кристаллических решёток: ионные, атомные, молекулярные, металлические. Рассмотрим каждую из решёток в отдельности и поподробней. Ионными называют кристаллические решетки, в узлах которых находятся ионы. Их образуют вещества с ионной связью. Ионные кристаллические решётки имеют соли, некоторые оксиды и гидроксиды металлов.Связи между ионами в кристалле очень прочные и устойчивые.Поэтому вещества с ионной решёткой обладают высокой твёрдостью и прочностью, тугоплавки и нелетучи.Атомными называют кристаллические решётки, в узлах которых находятся отдельные атомы, которые соединены очень прочными ковалентными связями.Ниже показана кристаллическая решётка алмаза.В природе встречается немного веществ с атомной кристаллической решёткой. К ним относятся бор, кремний, германий, кварц, алмаз. Вещества с АКР имеют высокие температуры плавления, обладают повышенной твёрдостью. Алмаз-самый твёрдый природный материал. Молекулярными называют кристаллические решётки, в узлах которых располагаются молекулы. Химические связи в них ковалентные, как полярные, так и неполярные. Связи в молекулах прочные, но между молекулами связи не прочные. Ниже представлена кристаллическая решётка I2строение молекулы иодаВещества с МКР имеют малую твёрдость, плавятся при низкой температуре, летучие, при обычных условиях находятся в газообразном или жидком состоянииМеталлическими называют решётки, в узлах которых находятся атомы и ионы металла.кристалличская решетка металлаДля металлов характерны физические свойства: пластичность, ковкость, металлический блеск, высокая электро- и теплопроводность

18. Решение уравнения Шредингера в сферических координатах, оператор Лапласа в декартовых координатах, постоянная Ридберга.

19. Спектр излучения атома водорода Простейший из атомов, атом водорода явился своеобразным тест-объектом для теории Бора. Ко времени создания теории он был хорошо изучен экспериментально. Было известно, что он содержит единственный электрон. Ядром атома является протон – положительно заряженная частица, заряд которой равен по модулю заряду электрона, а масса в 1836 раз превышает массу электрона. Еще в начале XIX века были открыты дискретные спектральные линии в видимой области излучения атома водорода (так называемый линейчатый спектр). Впоследствии закономерности, которым подчиняются длины волн (или частоты) линейчатого спектра, были хорошо изучены количественно (И. Бальмер, 1885 г.). Совокупность спектральных линий атома водорода в видимой части спектра была названа серией Бальмера. Позже аналогичные серии спектральных линий были обнаружены в ультрафиолетовой и инфракрасной частях спектра. В 1890 году И. Ридберг получил эмпирическую формулу для частот спектральных линийСерия ЛайманаОткрыта Т. Лайманом в 1906 году. Все линии серии находятся в ультрафиолетовом диапазоне. Серия соответствует формуле Ридберга при n′ = 1 и n = 2, 3, 4, …; линия Lα = 1216 Å является резонансной линией водорода. Граница серии — 911,8 Å.Основная статья: Серия БальмераОткрыта И. Я. Бальмером в 1885 году. Первые четыре линии серии находятся в видимом диапазоне и были известны задолго до Бальмера, который предложил эмпирическую формулу для их длин волн и на её основе предсказал существование других линий этой серии в ультрафиолетовой области. Серия соответствует формуле Ридберга при n′ = 2 и n = 3, 4, 5, …; линия Hα = 6565 Å, граница серии — 3647 Å.Серия ПашенаПредсказана Ритцем в 1908 году на основе комбинационного принципа. Открыта Ф. Пашеном в том же году. Все линии серии находятся в инфракрасном диапазоне. Серия соответствует формуле Ридберга при n′ = 3 и n = 4, 5, 6, …; линия Pα = 18 756 Å, граница серии — 8206 Å.Классический вариант принципа неопределенности : поток элементарных частиц пропускают через тонкую пластину, на которой расположены две очень узкие вертикальные щели. При этом на экране, установленном за пластиной, возникает интерференционная картина из чередующихся темных и светлых полос. Интерференция имеет волновое объяснение: элементарные частицы обладают также волновой природой, и когда складываются волны, находящиеся в фазе, возникают светлые полосы, а когда в противофазе - темные.Интерференция в описанном эксперименте наблюдается и в том случае, когда интенсивность потока элементарных частиц настолько мала, что они проходят сквозь пластину по одной. Согласно так называемой Копенгагенской интерпретации квантовой механики, это явление объясняется тем, что электрон (или фотон) одновременно проходит сквозь обе щели и интерферирует сам с собой. Определить, сквозь какую из щелей все же прошла элементарная частица, нельзя из-за принципа неопределенности Гейзенберга. Любые измерения приведут к тому, что квантовая система "схлопнется" и интерференционная картина исчезнет.