CHƯƠNG 4: VẬT LÍ NGUYÊN TỬ pptx

CHƯƠNG 4 : VẬT LÝ NGUYÊN TỬ

I. HÀM RIÊNG, TRỊ RIÊNG CỦA TOÁN TỬ MOMEN XUNG LƯỢNG
II. NGUYÊN TỬ HYDROGEN
1. Chuyển động của electron trong nguyên tử .
2. Các kết luận .
3. Hiệu chỉnh khi xét chuyển động của hạt nhân.
4. Xác suất tìm thấy electron.
III. NGUYÊN TỬ THUỘC NHÓM KIM LOẠI KIỀM .
IV. HIỆU ỨNG ZEEMAN-MOMEN SPIN
V. BẢNG PHÂN LOẠI TUẦN HOÀN
VI. LASER
BÀI TẬP
TRẮC NGHIỆM
I. HÀM RIÊNG VÀ TRỊ RIÊNG CỦA TOÁN TỬ MOMEN XUNG
LƯỢNG
TOP
Trong cơ học lượng tử toán tử Mômen xung lượng được định nghiã là:
II. NGUYÊN TỬ HYDROGEN
1. Chuyển động của electron trong nguyên tử
TOP
2. Các kết luận:

TOP
@- Giải thích quang phổ vạch của nguyên tử Hydrogen:
Thực hiện sự phóng điện qua ống đựng khí hydrogen ở áp suất thấp, ta thấy quang
phổ của nguyên tử Hydrogen là những vạch nhỏ nét, màu sắc khác nhau và có bước sóng
xác định. Sự kiện đó được giải thích như sau:
3. Hiệu chỉnh khi xét chuyển động của hạt nhân:
TOP
4.Xác suất tìm thấy electron:
TOP
Xác suất tìm thấy electron ớ một thể tích dv nào đó được tính bằng công thức:
Theo đồ thị trên thì bất kỳ ở khỏang cách nào cũng có khả năng gặûp electron nhưng ở
mỗi trạng thái đều có một gía trị r ứng với xác suất lớn nhất.
Kết luận: Electron trong trong nguyên tử không chuyển động theo một quỹ đạo xác định
như quan điểm cổ điển. Ta hình dung electron bao quanh hạt nhân như một đám mây.
Ðám mây nầy (hình 4.5) dày đặc ở những khoảng cách ứng với xác suất cực đại. Ðiều
nầy cũng chứng tỏ sự tồn tại lưỡng tính sóng hạt.
III. NGUYÊN TỬ THUỘC NHÓM KIM LOẠI KIỀM
1. Năng lượng của electron
TOP
Các nguyên tử trong nhóm kim loại (Li, Na, K, Rb, Cs, . . .) có điểm chung là chỉ
có một electron ở lớp võ ngoài cùng, ta gọi đó là electron hóa trị. Electron hóa trị liên kết
yếu với hạt nhân và các electron, gọi chung là phần lõi của nguyên tử.
Chuyển động của electron hóa trị có thể xem như chuyển động trong trường thế
COUBLOM do phần lõi nguyên tử tạo ra, giống như chuyển động của electron trong
nguyên tử Hydrogen. Vì thế tính chất hóa học và quang học của các nguyên tử thuộc kim
loại kiềm là giống nhau và giống với nguyên tử Hydrogen.
Năng lượng của electron trong nguyên tử kim loại kiềm có sai khác đôi chút với
năng lượng của electron trong nguyên tử Hydrogen. Bởi vì ngoài năng lượng tương tác
với hạt nhân còn có năng lượng tương tác giữa electron đang xét và các electron khác
trong nguyên tử. Khi tính thêm năng lượng tương tác phụ nầy, ta giải phương trình

Schrodinger với hạt electron hóa trị. Các gía trị năng lượng gián đoạn của electron hóa
trị là:
2. Quang phổ của nguyên tử kim loại kiềm
TOP
IV. HIỆU ỨNG ZEEMAN- MÔMEN SPIN
1. Dòng điện phân tử, mômen lưỡng cực từ
TOP
Như ta biết mọi nguyên tử đều cấu tạo bởi hạt nhân mang điện dương và các
electron mang điện âm. Nguyên tử hầu như tập trung toàn bộ khối lượng tại hạt nhân. Ở
điều kiên bình thường nguyên tử trung hòa về điện, nghiã là số electron bằng số prôton
trong hạt nhân. Ðiện tích hạt nhân và số electron trong nguyên tử có liên hệ mật thiết với
vị trí của nguyên tố trong Bảng tuần hoàn. Một nguyên tố có số thứ tự là Z thì điện tích ở
hạt nhân là +Ze ( e: điện tích của electron).
2. Hiệu ứng Zeeman
TOP
Hiện tượng Zeeman là hiện tượng tách một vạch quang phổ trong nguyên tử thành
nhiều vạch sít nhau khi nguyên tử phát sáng đặt trong từ trường.
Thí nghiệm: Ðặt một nguồn khí Hydrogen phát sáng vào giữa hai cực của một
nam châm điện, nam châm điện tạo ra một từ trường mạnh. Khi quan sát các bức xạ phát
ra theo phương vuông góc với từ trường thì thấy mỗi vạch quang phổ của nguyên tử
Hydrogen tách thành 3 vạch sít nhau.
3. Mômem Spin của electron
TOP
Việc mô tả trạng thái lượng tử của electron bằng 3 số lượng tử n,Ġ, m giúp ta giải
thích một số sự kiện thực nghiệm. Tuy nhiên có nhiều thực nghiệm khác chứng tỏ việc
mô tả trạng thái bằng ba số lượng tử là chưa đủ. Những máy quang phổ tinh vi người ta
phát hiện thấy mỗi vạch quang phổ lại gồm nhiều vạch nhỏ nét hợp thành, như trường
hợp nguyên tử Na; Người ta quan sát có 2 vạch quang phổ rất sát nhau có bước sóng là

589 nm và 589,6 nm. Các vạch như thế gọi là vạch kép. Ðối với một số nguyên tử khác
cấu trúc vạch quang phổ còn phức tạp hơn và đuợc gọi là cấu trúc bội của phổ.
Thí nghiệm Einstein