Mühazirə Atomun quruluşu haqqında Zommerfeld modeli, de-Broyl dalğaları, qeyri-müəyyənlik prinsipi və kvant ədədləri - bet 2

|
Mühazirə Atomun quruluşu haqqında Zommerfeld modeli, de-Broyl dalğaları, qeyri-müəyyənlik prinsipi və kvant ədədləri
|
bet | 2/4 | Sana | 30.05.2024 | Hajmi | 284,95 Kb. | | #257437 | Turi | Mühazirə |
n
|
nφ
|
nr (l)
|
1
|
1
|
0(s)
|
2
|
2
|
0(s)
|
1
|
1(p)
|
3
|
3
|
0(s)
|
2
|
1(p)
|
1
|
2(d)
|
n = nφ halı dairəvi orbit, nφ < n olan halları isə elleptik orbitlər adlanır.
Lakin Zommerfeld tərəfindən elm aləminə “ gətirilən “ yeni kvant ədədi heç də , atomda enerji cəhətdən fərqlənən energetik səviyyələrin mövcudluğuna dəlalət etmirdi ; bu ideya yalnız n – in verilmiş qiymətlərinə müvafiq gələn energetik səviyyələrin sayını müəyyən edirdi. Odur ki, Zommerfeld baş kvant ədədinin müxtəlif qiymətlərinə müvafiq gələn yarımsəviyyələrin enerji cəhətdən bir – birindən fərqlənmə səbəbini ( onların cırlaşmasının aradan götürülməsini ) əsaslandırmaq üçün nisbilik nəzəriyyəsinə istinad etmişdir.
Nisbilik nəzəriyyəsinə görə, zərrəciyyin hərəkət sürəti artdıqca, onun kütləsi də artır. Həqiqətən də elektronun dairəvi və elleptik hərəkət sürətləri bir – birindən müəyyən dərəcədə fərqlənir ki, bu fərq də, nr ( l ) kvant ədədindən asılı bir funksiyadır. Beləliklə, Zommerfeld öz mülahizəsinin doğruluğunu (yarımsəviyyələrin enerjilərinin fərqli olmasını) təsdiq etmişdir ( şəkil 4.3c ). Lakin Zommerfeld ideyasına əsasən yalnız hidrogen atomunun spektrinin incə quruluşunun səbəbini izah etmək mümkün olmuşdur. Sonralar isə məlum olmuşdur ki, yalnız izolə olunmuş atomlarda elektronun enerjisi 2 kvant ədədindən asılıdır. Digər tərəfdən , Zommerfeld modelinə əsasən atom spektrində hər bir xətt (2l + 1) sayda xətlərə parçalanmalıdır ki, bu da , təcrübədə təsdiqlənmirdi. Əəslində hər bir xətt 2 ( 2l +1 ) sayda xətlərə parçalanırdı.
Şəkil 4.3. Baş kvant ədədinin müvafiq qiymətlərinə uyğun gələn yarımsəviyyələrin energetik vəziyyəti : a – Bor modelinə görə; b – Zommerfeld modelinə görə ; c – ml – kvant ədədinə görə ; d – ms kvant ədəinə görə
Bu nəzəri və təcrübi faktların uyğunsuzluğunun səbəbini izah etmək üçün yenə də, əlavə kvant ədədinə ehtiyac yaranmışdır.
Məlumdur ki, fəza üçölçülüdür. Deməli, fəzada elektronun üç sərbəstlik dərəcəsi var. Buna görə də, elektronun energetik halı ən azı 3 kvant ədədi ilə xarakterizə olunmalıdır.
Elektronun energetik halını xarakterizə etmək üçün elm aləminə ''daxil edilən" 3 – cü kvant ədədi isə ml – dir ki, o da maqnit kvant ədədi adlanır. O elektronun orbital hərəkət miqdarı momentinin üstün ( verilən ) istiqamətdə proeksiyasını xarakterizə edir ( şəkil 4.4 ). Başqa sözlə orbitalların fəzadakı orientasiyasını xarakterizə edir və o sıfır da daxil olmaqla verilən orbital üçün - l – dən + l - ə qədər ( 2 l + 1 ) sayda tam qiymətlər alır. Məsələn, l = 2 halı üçün o 5 qiymət alır ( şəkil 4.4 ).
Şəkil4.4 Orbital hərəkət miqdarı momentinin fəzada orientasiyası.
Aparılan elmi tədqiqatlar nəticəsində məlum olmuşdur ki, müxtəlif koordinant oxları boyunca hərəkət edən elektronların maqnit momentinin xarici sahələrlə qarşılıqlı təsiri müxtəlif olur ki, bu da orbitalların ( məs, px , py , pz ) cırlaşmasının aradan götürülməsinə səbəb olur ( şəkil 4.3 c ). Əgər bu mülahizə doğrudursa, onda orbitallar arasındakı elektron keçidinə ( məs; s→p) 2l + 1 sayda xətlər müvafiq gəlməlidir; çünki p – orbitalları üç istiqamətdə orientasiya edir. Lakin yuxarıda qeyd edildiyi kimi , ayrı – ayrı orbitallar arasındakı elektron keçidlərinə əslində spektrdə 2 ( 2l+1 ) sayda xətlər müvafiq gəlirdi. Atomda elektron keçidləri haqqındakı nəzəri və praktiki uyğunsuzluqların səbəbini izah etmək üçün yenə də, əlavə (4-cü) kvant ədədinə ehtiyac yaranmışdır. Odur ki, 1924 – cü ildə alman alimləri Qaudsmit və Ulenbeq belə bir ideya irəli sürmüşlər ki, elektron həm nüvə ətrafında , həm də öz ağırlıq mərkəzindən keçən ox ətrafında fırlanır ( şəkil 4.5 ) ; sonuncu hərəkət spin (ehtimal) adlanır ki, o da spin momenti ( ms ) ilə xarakterizə olunur.
Şəkil 4.5. Elektronun öz oxu ətrafında fırlanması
Şərti olaraq qəbul olunub ki, əgər elektronun öz oxu ətrafında fırlanması saat əqrəbi istiqamətində olarsa, ms = + ½, əks istiqamətdə fırlanarısa ms = - ½ olur; xarici sahələr olmadıqda eyni kvant qəfəsində yerləşən və ms – ləri müxtəlif qiymətlərlə səciyyələnən elektronların enerjisi eyni olur. Əgər atom xarici sahədə yerləşərsə, bu zaman cırlaşma ardan çıxır. Çünki ms –i + ½ və - ½ olan elektronların xarici sahə ilə qarşılıqlı təsiri müxtəlif qiymətli olur ( şəkil 4.6 ).
Beləliklə, ayrı – ayrı orbitallar arasındakı elektron keçidləri haqqında təcrübələrin nəticələrini [spektral xətlərin sayının 2 ( 2l + 1 ) olmasını ] 4 kvant ədədləri hesabına izah etmək mümkün olmuşdur.
Şəkil 4. 6. ms = ± ½ olan energetik halların maqnit sahəsində parçalanması ; a – maqnit sahəsinin olmadığı hal ; b – maqnit sahəsinin olduğu hal.
|
| |