Chương 4 : NGUYÊN TỬ MỘT ELECTRON
Đây cũng là đại lượng đặc trưng cho trạng thái của electron trong nguyên tử như năng h lượng.. Giá trị của M được xác định bằng : M = l (l + 1) ). 2π Với l ∈ N : số lượng tử phụ (số lượng tử orbital) là hình chiếu của momen động lượng trên một phương nào đó, như trục z chẳng hạn : Mz = m .
h (m ∈ Z : số lượng tử từ) 2π
Vì do ảnh hưởng của từ trường ngoài mà từ những giá trị n,l có thể như nhau về năng lượng E trở thành có nhiều mức năng lượng khác nhau ⇒ dưới ảnh hưởng của từ trường đám mây electron đã quay theo những góc khác nhau (định hướng khác nhau trong không gian).
4.3.QUANG PHỔ PHÁT XẠ CỦA NGUYÊN TỬ H Tại sao khi đun nóng vật nói chung, nguyên tử H nói riêng phát ra bức xạ ? Tại sao quang phổ phát xạ của nguyên tử H là quang phổ vạch ? Nguyên tử chỉ phát ra bức xạ khi electron được chuyển từ mức năng lượng cao về mức năng lượng thấp. Ở điều kiện thường, electron duy nhất của H ở trạng thái năng lượng thấp nhất ứng với n = 1 (trạng thái cơ bản). Khi cung cấp năng lượng (đun nóng) cho nguyên tử, thì electron nhận năng lượng đó để chuyển từ mức n = 1 lên mức cao hơn (những mức năng lượng xa hạt nhân hơn). Khi đó (electron ở mức n ≥ 2) ta gọi nguyên tử ở trạng thái kích thích. Những trạng thái kích thích này thật không bền vững, electron có xu hướng trở về trạng thái bền vững hơn, tức là trở về với những mức năng lượng thấp hơn và cuối cùng trở về với trạng thái ban đầu (n=1). Ứng với mọi bước nhảy về của electron, nguyên tử phát ra 1 bức xạ và ta thu được 1 vạch trên quang phổ và ta thấy một nguyên tử có nhiều mức năng lượng, do đó có rất nhiều bước nhảy. Vì vậy quang phổ gồm nhiều vạch. n=5 Năng lượng hν của bức xạ phát ra chính bằng hiệu số Dãy Pfund năng lượng của 2 mức năng lượng cao (Ec) và năng lượng thấp (Et). Nên : hν. = E c − Et = Mà ν =
λ
h
2
và đặt ν =
(
1 nt2
1
λ
−
1 nc2
4
n=3
) Dãy Paschen
( ν : số sóng)
2π .m.e -1 = RH Với RH hằng Rydberg = 109.678 cm 3 h c 2
Đặt :
c
2π 2 .m.e 4
n=4
Dãy Brackett
1 1 nt2 .nc2 1 1 λ = = ⇒ số sóng ν = RH ( 2 − 2 ) hay nt n c ν RH nc2 − nt2 Tuỳ theo bước nhảy của electron trở về, người ta phân biệt các dãy quang phổ vạch khác nhau : + Dãy Lyman : những bức xạ phát ra do sự chuyển electron từ n ≥ 2 về n = 1
n=2
Dãy Balmer
Dãy Lyman
n=1
⇒ ν = R 1 − 1 ⇒ ∆E = hc.R 1 − 1 ; λ = 1 với n ≥ 2 ta tính được λ nhỏ : H H 2 2 c ν nc nc ứng với các bước sóng trong miền tử ngoại . + Dãy Balmer : từ n ≥ 3 → n = 2, lúc ấy λ tính được ứng với miền khả kiến. + Dãy Paschen : từ nn ≥≥ 443 → → nn == 32, lúc ấy λλ tính được ứng với miền hồng ngoại + Dãy Brackett : từ n ≥ 5 → n = 4 … + Dãy Pfund : từ n ≥ 6 → n = 5 … 4.4.CÁC SỐ LƯỢNG TỬ n, l, m : 25