Linijski spektri

3. Linijski spektri Atomi razrijeđenih plinova i para metala, pobuđeni električnom strujom ili grijanjem, emitiraju svjetlost sastavljenu od valova određenih valnih duljina. Kažemo da se spektar te svjetlosti sastoji od niza diskretnih spektralnih linija. Najjednostavniji spektar je linijski spektar vodika. Iako se spektar sastoji od mnogo linija u infracrvenom, vidljivom i ultraljubičastom području, one se ipak mogu grupirati u pojedine serije. Prvi je to uočio Johann Balmer, pa se danas linije u vidljivom i ultraljubičastom dijelu spektra zovu njegovim imenom.

4. Valne duljine se izračunavaju po slijedećim formulama: Lymanova serija: Balmerova serija: Paschenova serija: Brackettova serija:

5. Klasična fizika ne može objasniti nastanak linijskih spektara atoma; svi pokušaji u tom smislu završili su neuspjehom. Spektre je 1913. objasnio Niels Bohr pomoću kvantne teorije, svojim modelom vodikova atoma.

6. Modeli atoma... • 1897. izmjerena vrijednost e/m za katodne zrake i nađeno da su to negativno nabijene čestice, čija je masa oko 2000 puta manja od najlakšeg atoma, atoma vodika. • 1874. Stoney je došao do zaključka da je minimalni naboj nekog iona oko 10-19 C. Taj naboj je nazvao elektron. • U to vrijeme je bilo poznato da je promjer atoma oko 10-10 m, a elektrona oko sto tisuća puta manji (10-15 m).

7. Thomsonov model Atom je sferna pozitivna kuglica u kojoj su vrlo sitni elektroni ravnomjerno raspoređeni tako da je takav atom kao cjelina neutralan. Budući da su mase atoma puno veće od mase elektrona, Thomson je pretpostavio da je glavni dio atomske mase pozitivan. Prve sumnje s prvim pokusom; raspršenje elektrona na tankoj metalnoj foliji. Većina elektrona prolazi neotklonjeno kroz foliju.

8. Rutherfordovo raspršenje 1909. godine Rutherford je promatrao raspršenje -čestica na metalnoj foliji. Nakon prolaska kroz metalnu foliju -čestice su detektirane na fluorescentnom zaslonu. Na taj način određena je raspodjela -čestica u ovisnosti o kutu raspršenja .

9. Rutherfordov model atoma Atom se sastoji od vrlo male jezgre, oko 105 puta manje od atoma, u kojoj je skoncentrirana uglavnom sva masa atoma. Jezgra elementa rednog broja Z ima pozitivan naboj Ze. Oko jezgre na približnoj udaljenosti 10-10 m kruži Z elektrona. Interakcija s elektronima se zanemaruje, a -čestice se raspršuju na jezgrama zbog odbojne sile.

10. Nedostaci Rutherfordovog modela atoma Ovim modelom se dobro opisuje raspršenje alfa-čestica, ali ne i atomski spektri. Ako se elektroni gibaju po zatvorenim krivuljama, a elektron emitira elektromagnetske valove čim mu se mijenja brzina, znači da bi elektroni stalno emitirali, gubili energiju i konačno pali na jezgru! Atom bi emitirao kontinuirani spektar, a ne linijski!