Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az anyagszerkezet alapjai Az atomok felépítése. Alapfogalmak, adatok Atom építőkövei: –Proton –Neutron –Elektron m neutron  m proton  2000 m elektron.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Az anyagszerkezet alapjai Az atomok felépítése. Alapfogalmak, adatok Atom építőkövei: –Proton –Neutron –Elektron m neutron  m proton  2000 m elektron."— Előadás másolata:

1 Az anyagszerkezet alapjai Az atomok felépítése

2 Alapfogalmak, adatok Atom építőkövei: –Proton –Neutron –Elektron m neutron  m proton  2000 m elektron m proton = 1,67 x kg, m elektron =9,11 x kg q proton = -q elektron = 1,6 x C atommag tömegszám: 35 rendszám: 17 Cl

3 Rendszám: protonok száma Tömegszám: protonok + neutronok száma Atomtömeg / móltömeg egység: 12 C izotóp 1/12 része mol: anyagmennyiség egysége –1 mol = 6 · db molekula / atom Avogadro szám –1 mol = moltömegnyi anyag (gramm)

4 Az atom szerkezete 1.Az elektron (anyag) kettős természete: 1.Az elektron (anyag) kettős természete: de-Broglie, részecske - hullám =h/mv h = 6,63· Js: (Planck állandó) Bizonyíték: interferencia, elektronsugarak diffrakciója Ni kristályon Alkalmazás: pl. elektronmikroszkóp No, you're not going to be able to understand it. You see, my physics students don't understand it either. That is because I don't understand it. Nobody does. Richard Feynman A kvantummechanika alapgondolatai:

5 2.Az elektron energia- állapotai kvantáltak Az elektronok (és más mikro- részek) csak adott energia- szinteket foglalhatnak el. 3.Heisenberg-féle határozatlansági reláció 3.Heisenberg-féle határozatlansági reláció  x  p x  h/2  Egy mikrorészecske (elektron) helybizonytalansága és impulzusbizonytalansága nem csökkenthető egyszerre minden határon túl Ha pl. egy elektron energiáját nagyon pontosan megmérem, a helyét ugyanakkor csak korlátozott pontossággal ismerhetem meg. W 3 – W 0 = h = hc/ foton kibocsátás

6 4.Schrödinger egyenlet Az elektron állapotát (helyzetét és energiáját) egy hullámegyenlet írja le. Megoldása egy függvénysorozat, Sajátérték: → energiaszintek Sajátfüggvény: → elektron megtalálási valószínűsége

7 Képünk az atomról, a mikrovilágról Nincs kézzelfogható modell Nincs hely, pontos méret, helyette megtalálási valószínűség, töltéssűrűség Nem folytonos az energia, hanem kvantált Egyszerre részecske és hullám Károlyházi Frigyes: Igaz varázslat (Gondolat zsebkönyvek 1976)

8 Elektronkonfiguráció A mag erőterében levő elektronok állapotát adja meg. Jellemzés: kvantumszámok  Főkvantumszám, n:  a magtól való távolság, elektronhéj száma  potenciális energia durva értéke  n: 1, 2, 3, 4,... stb. jelölés: K, L, M,  Mellékkvantumszám, l:  a pálya alakja  maximális értéke l = n-1, 0, 1, 2, 3… jelölés: s, p, d, f

9  Mágneses kvantumszám, m:  a pályák külső mágneses térhez viszonyított iránya,  lehetséges értéke: m= -l l  Spin kvantumszám, s:  az elektron saját impulzusmomentuma  lehetséges értéke: s= +-1/2 Az 1s és 2s pályák alakja A p x, p y, p z pályák alakja

10 A 3d pályák

11 H atom: alapállapotban 1s elektron, gerjesztve magasabb energiaszintek További atomok: Fokozatosan betöltik a magasabb szinteket Energiaminimum elv Pauli elv: egy rendszeren belül nem lehet két elektron ugyanabban a kvantumállapotban

12 A periódusos rendszer Mengyelejev: rendezési elv: Atomtömeg és kémiai – fizikai tulajdonságok Rendszám: protonok száma Később magyarázat atomszerkezeti alapon: Periodicitás oka: azonos külső elektronhéj Külső elektronok főkvantumszáma = periódus száma Legkülső pályán lévő elektronok száma = főcsoport (oszlop) száma Mellékkvantumszám szerint: s, p, d, f mező

13

14 Mengyelejev (1871): az elemeket relatív atomtömegük növekvő sorrendjében felírva egy táblázatot készített, amelyben egymás alatt a hasonló fizikai és kémiai tulajdonságú elemek kerültek A periodicitás oka később lett érthető az atomszerkezet megismerése révén

15

16

17

18 Atomok, ionok mérete Egy perióduson belül: mag vonzás nő, elektronok taszítása nő Oszlopon belül: új elektronhéj Pozitív ion: elektron taszítás csökken, legkülső elektronhéj megszűnik Negatív ion: elektron taszítás nő

19

20 Ionizációs energia Az az energia, amely ahhoz kell, hogy egy semleges atomból egyszeresen pozitív ion keletkezzen Elektronaffinítás Az az energia, amely ahhoz kell, hogy egy semleges atomból egyszeresen negatív ion keletkezzen

21 A fény és az atom kölcsönhatása

22 A spektroszkópia alapjai Alapelv: Az energia-állapotok kvantáltak Az energia szintrendszer jellemző az atomra, molekulára  E = h = hc/ Vizsgálható energiaátmenetek: –Külső elektronhéj: UV, látható –Belső elektronhéjak: UV, RTG –Atommag: gamma –Molekulák rezgési, forgási állapota: IR, mikro hullám

23 Emissziós fotometria Minta termikus gerjesztése Elektron magasabb energiaszinten Alapállapotba vissza, közben foton emisszió Kibocsátott fény elemzése Hullámhossz  anyagi minőség Intenzitás  anyagmennyiség Abszorpciós fotometria Minta átvilágítása (fehér) fénnyel Az a hullámhossz nyelődik el, amelyik energiája pont elég egy elektron gerjesztéséhez Áteresztett fény elemzése Hullámhossz  anyagi minőség Intenzitás  anyagmennyiség

24


Letölteni ppt "Az anyagszerkezet alapjai Az atomok felépítése. Alapfogalmak, adatok Atom építőkövei: –Proton –Neutron –Elektron m neutron  m proton  2000 m elektron."

Hasonló előadás


Google Hirdetések