3. A HIDROGÉNATOM SZERKEZETE. 3.1. A hidrogénatom Schrödinger-egyenlete.

Slides:



Advertisements
Hasonló előadás
A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok 1.
Advertisements

7. A MOLEKULÁK REZGŐ MOZGÁSA
E képlet akkor ad pontos eredményt, ha az exponenciális tényező kitevőjében álló >>1 feltétel teljesül. Ha a kitevőben a potenciálfal vastagságát nanométerben,
3. A HIDROGÉNATOM SZERKEZETE
1. A KVANTUMMECHANIKA AXIÓMÁI
Szilárd anyagok elektronszerkezete
A kvantummechanika rövid átismétlése
Sokrészecske-rendszerek
ATOMOK ELEKTRONSZERKEZETE
Operátorok a Quantummechanikában
12. előadás Elektrosztatikus és mágneses mezők Elektronfizika
Mérnöki Fizika II előadás
Ezt a frekvenciát elektron plazmafrekvenciának nevezzük.
A kvantummechanika alapegyenlete, a Schrödinger-féle egyenlet és a hullámfüggvény Born-féle értelmezése Előzmények Az általános hullámegyenlet Megoldás.
A hidrogénatom kvantummechanikai modellje
4. A MOLEKULASZERKEZETRE VONATKOZÓ ÁLTALÁNOS ELVEK.
3. A TÖBBELEKTRONOS ATOMOK SZERKEZETE
Ami kimaradt....
2. A KVANTUMMECHANIKA AXIÓMÁI
A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok
Szimmetriaelemek és szimmetriaműveletek (ismétlés)
2. A KVANTUMMECHANIKA AXIÓMÁI
2. A HIDROGÉNATOM SZERKEZETE
11. AZ ATOMMAG ELEKTRONÁLLAPOTAI
6. A MOLEKULÁK REZGŐ MOZGÁSA A két tömegpontból álló harmónikus oszcillátor.
1. A KVANTUMMECHANIKA AXIÓMÁI
1 6. A MOLEKULÁK FORGÁSI ÁLLAPOTAI A forgó molekula Schrödinger-egyenlete.
11 6. A MOLEKULÁK FORGÁSI ÁLLAPOTAI A forgó molekula Schrödinger-egyenlete.
2. A KVANTUMMECHANIKA AXIÓMÁI 1. Erwin Schrödinger: Quantisierung als Eigenwertproblem (1926) 2.
Kémiai anyagszerkezettan Bevezetés
A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok
11. AZ ATOMMAGOK ENERGIAÁLLAPOTAI A maghéj modell.
2. Koordináta-rendszerek és transzformációk
A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok
6. A MOLEKULÁK FORGÓMOZGÁSA
A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok
3. A HIDROGÉNATOM SZERKEZETE
Rezgések elmélete: kétatomos molekula klasszikus leírása
2. AZ ATOM Atom: atommag + elektronfelhő = proton, neutron, elektron
Az atom szerkezete Készítette: Balázs Zoltán BMF. KVK. MTI.
Mozgásegyenletek Mechanikai rendszer Lagrange-függvénye:
11. előadás Atomfizika.
A betatron Az időben változó mágneses tér zárt elektromos erővonalakat hoz létre. A térben indukált feszültség egy ott levő töltött részecskét (pl. elektront)
XX. századi forradalom a fizikában
6. A MOLEKULÁK REZGŐ MOZGÁSA
Az anyagszerkezet alapjai
Atom - és Elektronpályák
Készült a HEFOP P /1.0 projekt keretében
Elektron Készítette: Vajda Lajos. Az elektron (az ógörög ήλεκτρον, borostyán szóból) negatív elektromos töltésű elemi részecske, mely az atommaggal együtt.
A radioaktivitás és a mikrorészecskék felfedezése
A „tér – idő – test – erő” modell a mechanikában A mechanika elvei Induktiv úton a Maxwell-egyenletekig Áram – mágneses tér Töltés – villamos tér A villamos.
Villamosságtan 1. rész Induktiv úton a Maxwell egyenletekig
Az atommag alapvető tulajdonságai
Készült a HEFOP P /1.0 projekt keretében
Úton az elemi részecskék felé
. Magszerkezeti modellek
ATOMFIZIKA a 11.B-nek.
12. MÁGNESES MAGREZONANCIA
I. Az anyag részecskéi Emlékeztető.
A H-atom kvantummechanikai tárgyalása Tanulságok
DEe >> DEvib >> DErot
2. A KVANTUMMECHANIKA AXIÓMÁI
Az elektronburok szerkezete
4. A MOLEKULASZERKEZETRE VONATKOZÓ ÁLTALÁNOS ELVEK
Kvantummechanikai atommodell
Az atomelmélet fejlődése
Rácsrezgések kvantummechanikai leírás
A kémia alaptörvényei.
A kémia alaptörvényei.
Atomok kvantumelmélete
Előadás másolata:

3. A HIDROGÉNATOM SZERKEZETE

3.1. A hidrogénatom Schrödinger-egyenlete

A hidrogénatom klasszikus mechanikai modellje Pozitív töltésű részecske, amely körül egy negatív töltésű részecske mozog („kering”). - +

A kvantummechanika Schrödinger-egyenlete általános formában

A hidrogénatom Schrödinger-egyenlete Megj.: alsó indexben e és p elektronra és protonra utal, e elemi töltés (1,602x C), elektron töltése -e r az elektron protontól való távolsága, vákuum permittivitás (8,854x Fm -1 ).

A hidrogénatom Schrödinger- egyenlete megoldható! A megoldás trükkje: polár-koordináta rendszert alkalmazunk.

r : vezérsugár : hajlásszög : azimut

Polár-koordináták transzformációja Descartes-koordinátákba

A Schrödinger-egyenlet megoldása Sajátérték n: főkvantumszám 1, 2, 3...

A hidrogénatom energiaszintjei

A Schrödinger-egyenlet megoldása Sajátfüggvények („atompályák”) Három egész számot tartalmaznak

A Schrödinger-egyenlet megoldása Degenerált állapotok

Ha n megegyezik, de és/vagy m nem, azok a H-atom degenerált állapotai

A hidrogénatom energiaszintjei

A sajátfüggvények alakja radiális részanguláris (szögtől függő) rész

A hidrogénatom komplex hullámfüggvényei

Lineár-kombinációk (ábrázolhatóság miatt)

A hidrogénatom valós hullámfüggvényei

A hidrogénatom R n, radiális hullámfüggvényei

A hidrogénatom hullámfüggvényei (90%-os tartózkodási valószínűség burkológörbéje)

3.2 A hidrogénatom színképe

Kiválasztási szabályok: az elektromágneses sugárzás elnyelésének/kibocsátásának feltételei (Levezethető kvantum-mechanika axiómából)

1. szabály Energia-megmaradás

Átmeneti momentum ésállapotfüggvény 1-es index: kiindulási állapotban 2-es index: végállapotban dipólus-momentum operátor

Dipólus momentum + - d egy pozitív és egy negatív töltés q : a töltés d: a távolság; a negatív töltéstől a pozitív töltés irányába mutat

Több töltés esetén q : a töltés

Hidrogénatomra vonatkozó kiválasztási szabályok bármennyi

A hidrogénatom színképe diszkrét vonalak!

Az atomos hidrogén spektruma

A hidrogénatom energiaszintjei

A hidrogénatom megengedett átmenetei

A hidrogénatom vonalszériái

A hidrogénatom elektronjának impulzusmomentuma, mágneses momentuma (Előadás alapján)

Mikrorészecskék kvantált fizikai mennyiségei E energia L impulzus-momentum absz. értéke L z impulzus-momentum z-irányú vetülete M mágneses momentum abszolút értéke M z mágneses momentum z-irányú vetülete

m: tömeg A klasszikus mechanikában körmozgást végző testre

I : a köráram erőssége A : a körbejárt felület : a felületre merőleges egységvektor A klasszikus mechanikában körmozgást végző töltésre

Próbáljuk meg összefüggésbe hozni az impulzus-momentummal!

Az impulzusmomentum képletének átalakítása hasonló módon

A két vektor egyirányú, hosszuk arányos!

H-atomra kvantum-mechanikai levezetéssel mellék-kvantumszám m: mágneses kvantumszám

Bohr-magneton H-atomra kvantum-mechanikai levezetéssel

m : mágneses kvantumszám H-atomra kvantum-mechanikai levezetéssel

Mágneses térben levő részecske potenciális energiája Klasszikus fizika: Kvantummechanika : mágneses indukció

Zeeman-effektus

3.5 Az elektronspin

Stern-Gerlach-kísérlet

Ezüst-atom sugár kísérlet (hidrogénatommal a kísérlet nehezebb, de az eredmény ugyanaz.) Alapáll.: n =1; nem térül el Eredmény: két irányba eltérül!! és m csak 0 lehet!

Értelmezés Alapállapotban is van impulzusmomentum, amelyből mágneses momentum adódik. Ez az impulzusmomentum a spin. Jele: abszolút értéke: S z-irányú vetülete: S z

: spinre utaló mellék-kvantumszám Az elektron spinje s spin-kvantumszám (spinre utaló mágneses kvantumszám)

Spinből származó mágneses momentum abszolút érték z irányú komponens g e : Lande-faktor hidrogénatomban g e =2,0023

A spinból származó mágneses momentum magyarázza a Stern-Gerlach kísérletet!

Spin értelmezése: Paul Dirac ( ) Relativisztikus kvantummechanika