Mẫu nguyên tử Bo - Bài 33

[Bùi Khánh Thu]

Một trong những thành công lớn của thuyết lượng tử ánh sáng là giải thích được nhiều hiện tượng liên quan đến quang phổ của các nguyên tử. Vậy mô hình thành tin nguyên tử là gì? Cấu tạo nguyên tử ra sao? Cùng tìm hiểu bài 33: Mẫu nguyên tử Bo

Bài 33: Mẫu nguyên tử Bo​

I. Mô hình hành tinh nguyên tử​

Mẫu nguyên tử Bo bao gồm mô hình hành tinh nguyên tử và hai tiên đề của Bo.

II. Các tiên đề của Bo về cấu tạo nguyên tử​

1. Tiên đề về các trạng thái dừng

- Tiên đề về các trạng thái dừng: Nguyên tử chỉ tồn tại ở trong các trạng thái có năng lượng xác định gọi là các trạng thái dừng. Khi ở các trạng thái dừng thì nguyên tử không bức xạ.
- Ở các trạng thái dừng thì các êlectron chuyển động quanh hạt nhân trên những quỹ đạo có bán kính hoàn toàn xác định gọi là các quỹ đạo dừng.

2. Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử

- Tiên đề về sự bức xạ và hấp thụ năng lượng của nguyên tử: Khi nguyên tử chuyển từ trạng thái dừng có năng lượng En sang trạng thái dừng có năng lượng Em thấp hơn thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng đúng bằng hiệu En - Em:
Ɛ = hfnm = En - Em
- Ngược lại, nếu nguyên tử đang ở trạng thái dừng có năng lượng Em mà hấp thụ được phôtôn có năng lượng như trên thì nó sẽ chuyển lên trạng thái dừng có năng lượng En.

III. Quang phổ phát xạ và hấp thụ của nguyên tử hiđrô​

- Dùng mẫu nguyên tử Bo, người ta đã giải thích rất thành công các quy luật của quang phổ nguyên tử hiđrô.
- Dựa vào tiên đề về các trạng thái dừng và vào số liệu thực nghiệm về quang phổ, người ta đã xác định được năng lượng của êlectron trong nguyên tử hiđrô ở các trạng thái dừng khác nhau (các mức năng lượng của nguyên tử hiđrô EK, EL, EM).
- Khi êlectron chuyển từ mức năng lượng cao (Ecao) xuống mức năng lượng thấp hơn (Ethấp) thì nó phát ra một phôtôn có năng lượng hoàn toàn xác định:

hf= Ecao - Ethấp​

- Mỗi phôtôn có tần số f ứng với một sóng ánh sáng đơn sắc có bước sóng = c/f, tức là ứng với một vạch quang phổ có một màu (hay một vị trí) nhất định. Do đó quang phổ phát xạ của nguyên tử hiđrô là quang phổ vạch.
- Ngược lại, nếu một nguyên tử hiđrô đang ở một mức năng lượng Ethấp nào đó mà nằm trong một chùm sáng trắng, trong đó có tất cả các phôtôn có năng lượng từ lớn đến nhỏ khác nhau, thì lập tức nguyên tử đó sẽ hấp thụ ngay một phôtôn có năng lượng phù hợp Ɛ=Ecao-Ethấp để chuyển lên mức năng lượng Ecao.

Tổng kết: Một sóng ánh sáng đơn sắc đã bị hấp thụ, làm cho trên quang phổ liên tục xuất hiện một vạch tối. Do đó, quang phổ hấp thụ của nguyên tử hiđrô cũng là quang phổ vạch.