Водород и его свойства
Водород строение атома и молекулы физические и химические свойства как простого вещества .Применение водорода
Атом водорода
Содержание Надежные сведения о свойствах атомов получены при спектральном анализе излучения, испускаемого атомами при возбуждении. Еще в XIX-ом веке Бальмер показал, что длины волн четырех линий излучения водорода, лежащих в видимой части, могут быть очень точно представлены эмпирической формулой ,. Закономерность, выражаемая формулой Бальмера, становится особенно наглядной, если записать ее для частот линий ,. Вы можете ознакомиться со спектральными линиями водорода и установить, какими переходами в атоме они обусловлены, на имеющейся компьютерной модели. Линии видимой части спектра - сплошные, остальные - штриховые. Классическая физика не давала объяснения существованию линейчатых спектров. Трудности только возросли после опытов Э. Резерфорда, показавших, что в атоме есть массивное положительно заряженное ядро. Электроны, движущиеся с ускорением как планеты вокруг Солнца, должны излучать непрерывный спектр и терять энергию. Следовательно, атом должен быстро прекратить свое существование. Глубокий смысл этой формулы и подобных ей для серий Лаймана, Пашена Бором квантовых постулатов г. В то время ему пришлось действовать логически противоречивым методом: Успех модели произвел потрясающее впечатление на современников. Бора утратила свое значение. Но в свое время она была революционной: Нильсу Бору была присуждена нобелевская премия: Вы можете посмотреть текст лекции, с которой при вручении премии выступил Н. Бор "The structure of the atom" файл pdf кб. Мы будем рассматривать свойства атома водорода и водородоподобных атомов, состоящих из ядра и одного электрона: Заряд ядра равен Ze , где Z - порядковый номер элемента число протонов в ядре. Энергия взаимодействия электрона с ядром выражается формулой. Мы имеем задачу о движении двух тел. Из курса механики известно, что такие задачи сводятся к задаче о движении тела с приведенной массой. Грубая оценка энергии электрона: Для оценки значения импульса электрона воспользуемся соотношением неопределенности Гейзенберга в виде ,. Тогда кинетическая энергия электрона равна. Полная энергия атома задача нерелятивистская, энергия покоя не меняется и ее опускаем. Оценим энергию основного состояния, в котором она минимальна. Подставим найденное значение r в выражение для полной энергии и получим. Решение довольно грубое, но дает правильную зависимость энергии от m , Z , e и h. Этот пример приведен исключительно для иллюстрации пользы оценочных расчетов. Грубые физически оправданные оценки дают правильный порядок величин. Точное решение задачи о движении электрона: Подставим выражение для потенциальной энергии 1: В приложении показано, как найти решение для сферически симметричных состояний функцию R r. Ранее мы видели, что в трехмерном пространстве решение зависит от трех квантовых чисел. Другие два квантовых числа называются: Эти довольно сложные правила являются следствием вида потенциала U r и условий, налагаемых на волновую функцию. Никаких специальных допущений для данной задачи делать не надо. Значения орбитального квантового числа 0, 1, 2, 3, Значения главного квантового числа указывается перед условным обозначением квантового числа l цифрой. Волновая функция 1 s - состояния изображена на рисунке ниже в левой части. Резкой границы атома не существует, но вероятность того, что электрон будет находиться от протона на расстоянии, превышающим среднее, скажем в 2 раза, весьма мала. На правом графике показано, как выглядело бы распределение вероятности в случае боровских орбит. Результаты опытов по рассеянию электронов на атомарном водороде позволяют сделать выбор между этими распределениями в пользу функции, вытекающей из решения уравнения Шредингера. Вы можете сами в этом убедиться на компьютерной модели. Рассчитаем еще среднее значение потенциальной энергии в 1 s состоянии. Оно равно точно удвоенному значению полной энергии. Следовательно, среднее значение кинетической энергии равно модулю полной энергии. Возбужденные состояния водородоподобного атома Энергии, которые может иметь атом водорода, отображены на схеме. Энергия E зависит только от главного квантового числа n. При данном n возможно. Это отображено на схеме уровней. Наиболее простой вид имеет волновая функция возбужденного состояния 2 s. Электрон в этом состоянии в среднем в 4 раза дальше от ядра, чем в состоянии 1 s. При этом средняя потенциальная энергия и полная энергия по абсолютной величине в четыре раза меньше. Представление о них может дать рисунок справа. Форма их еще сложнее. Но для всех состояний нет ничего похожего на боровские орбиты. Радиусы боровских орбит лишь указывают на наиболее вероятное удаление электрона от ядра. Значение квантового числа l определяет величину момента количества движения момента импульса M. Для всех s - состояний этот момент равен нулю. Попробуйте представить, как выглядит движение с нулевым моментом? Сравним размеры атома в различных состояниях. С помощью волновых функций электрона можно подсчитать средний радиус атома в каждом состоянии. В отличие от энергии, которая определяется только числом n , величина зависит и от орбитального квантового числа l. На рисунке справа изображены вместе распределения плотности вероятности для электрона в 1 s -, 2 s - и 3 s - состояниях. Видно, что характерный размер атома действительно быстро растет; электронное облако как бы выталкивается к периферии по мере возбуждения атома. Наглядное представление волновых функций, описывающих движение электрона в возбужденных состояниях атома водорода, дает интересный апплет разработка davidson. В этом состоянии атом имеет минимальную энергию. Чтобы перевести атом в одно из возбужденных состояний, ему надо сообщить энергию. Это можно осуществить за счет теплового удара соударения с другим атомом в нагретом газе , за счет электронного удара например, в электрическом разряде или за счет поглощения атомом фотона. Характерное время жизни атома в возбужденном состоянии составляет 10 -8 с. Далее происходит спонтанный переход в одно из нижележащих состояний. В квантовой механике доказывается, что возможны только такие переходы, при которых орбитальное квантовое число l меняется на единицу. Это правило есть следствие закона сохранения момента количества движения. Изменение главного квантового числа n может быть любое. Возможные переходы показаны на схеме уровней. Общая формула для частот всех линий спектра выглядит следующим образом ,. На схеме уровней видно, что это 2 s - состояние. Атом в таком состоянии называют метастабильным. Время жизни может быть очень продолжительным. Благодаря значительному времени жизни метастабильные атомы могут накапливаться до относительно высоких концентраций 10 12 - 10 14 см -3 , оставаясь возбужденными. Снятие возбуждений в таких системах происходит вследствие межатомных столкновений и может затягиваться на макроскопические времена. При комнатной температуре практически все атомы водорода находятся в основном состоянии, так как для перевода атома в первое возбужденное состояние требуется затратить Полезно вычислить относительные числа атомов, находящихся в различных квантовых состояниях при температуре T. Если разность энергий E 2 - E 1 в несколько раз больше, чем kT , то значение экспоненты очень мало, практически все атомы будут находиться в нижнем энергетическом состоянии. День сегодняшний Как это не странно, интерес к водородоподобным атомам до сих пор сохраняется. Для атомов всех элементов высоковозбужденные состояния водородоподобны. Тем самым он движется в поле положительно заряженного атомного остатка как в водородном атоме вокруг ядра. Отклонения от этой модели заметны только на близких расстояниях от центра. Энергии ридберговского атома весьма точно описываются формулой ,.
В таком случае, пожалуйста, повторите заявку. Первый элемент периодической системы 1-й период, порядковый номер 1. Атом водорода наименьший по размерам и самый легкий среди атомов всех элементов. Электронная формула атома 1s1. Обычная форма существования элемента в свободном состоянии - двухатомная молекула. А в соединениях с металлами-гидридах - степень окисления атома водорода равна -1, например NaH, CaH2 и др. Обладает значением электроотрицательности средним между типичными металлами и неметаллами. Способен каталитически восстанавливать в органических растворителях, таких как уксусная кислота или спирт, многие органические соединения: Природный водород состоит из двух стабильных изотопов - протия 1Н, дейтерия 2Н и трития 3Н. По-другому дейтерий обозначают как D, а тритий как Т. Возможны различные комбинации, например НТ, HD, TD, H2, D2, T2. Водород больше распространен в природе в виде различных соединений с серой H2S , кислородом в виде воды , углеродом, азотом и хлором. Реже в виде соединений с фосфором, йодом, бромом и другими элементами. Входит в состав всех растительных и животных организмов, нефти, ископаемых углей, природного газа, ряда минералов и пород. В свободном состоянии встречается очень редко в небольших количествах — в вулканических газах и продуктах разложения органических остатков. Он входит в состав Солнца и большинства звезд, а также планет Юпитера и Сатурна, которые в основном состоят из водорода. На отдельных планетах водород может существовать в твердом виде. Молекула водорода состоит из двух атомов, связанных между собой ковалентной неполярной связью. Физические свойства - газ без цвета и запаха. Быстрее других газов распространяется в пространстве, проходит через мелкие поры, при высоких температурах сравнительно легко проникает сквозь сталь и другие материалы. В обычном состоянии при низких температурах малоактивен, без нагревания реагирует с фтором и хлором при наличии света. При взаимодействии с различными веществами может проявлять как окислительные, так и восстановительные свойства. Одним из соединений водорода являются галогены. Они образуются при соединении водорода с элементами VIIA группы. HF, HCl, HBr и HI представляют собой бесцветные газы, хорошо растворимые в воде. Не имеет ни цвета, ни вкуса, ни запаха. Очень слабый электролит, но активно реагирует со многими металлами и неметаллами, основными и кислотными оксидами. Тяжелая вода D2O — изотопная разновидность воды. Растворимость веществ в тяжелой воде значительно меньше чем в обычной. Тяжелая вода ядовита, так как замедляет биологические процессы в живых организмах. Накапливается в остатке электролиза при многоразовом электролизе воды. Используется как теплоноситель и замедлитель нейтронов в ядерных реакторах. Гидриды — взаимодействие водорода с металлами при высокой температуре или менее электроотрицательными чем водород неметаллами. Сам же водород был открыт в первой половине 16в. Кавендиш впервые исследовал его свойства, в А. Вместе с оценкой стоимости вы получите бесплатно БОНУС: Даю согласие на обработку персональных данных и получить бонус. Спасибо, вам отправлено письмо. Если в течение 5 минут не придет письмо, возможно, допущена ошибка в адресе. Минск Содержание Строение атома водорода в периодической системе Степени окисления Распространенность в природе Водород как простое вещество Соединения водорода Список литературы Строение атома водорода в периодической системе Первый элемент периодической системы 1-й период, порядковый номер 1. Распространенность в природе Природный водород состоит из двух стабильных изотопов - протия 1Н, дейтерия 2Н и трития 3Н. Водород как простое вещество Молекула водорода состоит из двух атомов, связанных между собой ковалентной неполярной связью. Соединения водорода Одним из соединений водорода являются галогены. Щелочные металлы Министерство связи Российской Федерации Санкт-Петербургский Государственный Университет Телекоммуникаций им. Щелочные металлы Щелочные металлы- химические элементы главной подгруппы 1 группы периодической системы элементов Д. Li - литий, Na - натрий, K - калий, Rb - рубидий , Сs- цезий, Fr - франций. Получили свое название от гидроокисей щелочных металлов, названные едкими щелочами. Железо Сургутский Государственный Университет Кафедра химии РЕФЕРАТ по теме: Построение и анализ диаграммы состояния двухкомпонентной системы La—Sb Порядок вычисления термодинамических функций. Описание физических, химических свойств вещества H2 и его применение. Вычисление термодинамических функций H0 T - H0 0 , S0 T , Ф0 T , G0 T - G0 0 для заданного вещества Н2 в интервале температур К. Наличие углерода в земной коре. Физические и химические свойства углерода. Получение и применение углерода и его соединений. Адсорбционная способность активированного угля. Кальций и его роль для человечества История и происхождение названия, нахождение в природе, получение кальция, его физические и химические свойства. Применение металлического кальция и его соединений. Биологическая роль и потребность организма в кальции, его содержание в продуктах питания. Менделеева, порядковый номер 3, атомная масса 6,, относится к щелочным металлам. В природе встречается два стабильных изотопа:. Кислород Общая характеристика кислорода. Физические и химические свойства. Получение за счет разделения воздуха при низких температурах. Кислород в атмосфере Земли. Характеристика элементов подгруппы азота Свойства элементов подгруппы азота, строение и характеристика атомов. Увеличение металлических свойств при переходе элементов сверху вниз в периодической системе. Распространение азота, фосфора, мышьяка, сурьмы и висмута в природе, их применение. Углерод Carboneum , С - химический элемент IV группы, побочной подгруппы, 2-го периода периодической системы Д. Менделеева, порядковый номер 6. Фтор Общая характеристика химического элемента. Взаимодействие с большинством неметаллов. Производство тефлона, фторопластов, фторкаучуков, фторсодержащих органических веществ. Материалы по химии кислоты, оксиды, основания, водород бщая характеристика Физические свойства. Carboneum , С - химический элемент IV группы периодической системы Менделеева. Экзаменационные билеты по химии Ангарск, г. Закономерности изменения свойств элементов малых периодов и главных подгрупп в зависимости от атомного порядкового номера. Характеристика металлов главной подгруппы I группы. Характеристика элементов главной подгруппы II группы. Характеристика элементов главной подгруппы III группы. Основные типы химической связи сновные типы химической связи Вам известно, что атомы могут соединяться друг с другом с образованием как простых, так и сложных веществ. При этом образуются различного типа химические связи:. Категории Авиация и космонавтика Административное право Арбитражный процесс 29 Архитектура Астрология 4 Астрономия Банковское дело Безопасность жизнедеятельности Биографии Биология Биология и химия Биржевое дело 79 Ботаника и сельское хоз-во Бухгалтерский учет и аудит Валютные отношения 70 Ветеринария 56 Военная кафедра География Геодезия 60 Геология Геополитика 49 Государство и право Гражданское право и процесс Делопроизводство 32 Деньги и кредит Естествознание Журналистика Зоология 40 Издательское дело и полиграфия Инвестиции Иностранный язык Информатика 74 Информатика, программирование Исторические личности История История техники Кибернетика 83 Коммуникации и связь Компьютерные науки 75 Косметология 20 Краеведение и этнография Краткое содержание произведений Криминалистика Криминология 53 Криптология 5 Кулинария Культура и искусство Культурология Литература:
Именно этим способом многие и
Мировые экономические проблемы презентация
Отправить почту по расписанию
Контрольный тест по литературе 5 класс коровина
Духи sikkim история