POSTULATLAR:
Elektron yadro atrofida nurlanmay, aniq bir turg‘un orbita bо‘lib aylanadi. Bunda yorug‘lik nurlanishi sodir bо‘lmaydi buni kvant nazariyasi tasdiqlaydi.
Atom bir turgun holatdan ikkinchi bir turg‘un holatga о‘tganda yorug‘lik nurlanishi sodir bо‘ladi. Nurlangan foton energiyasi statsionar holatlar energiyalari farqiga teng bо‘ladi:
harakat miqdorning burchak qiymati kvantlash qoidasi deyiladi.
Postulatning matematik qiymati
mvr = p
Oxirgi formulaga asosan mumkin bо‘lgan nurlanish qiymatlari о‘tishda sodir bо‘ladi. n - bosh kvant son bilan orbitaning radiuslari aniqlanadi.
n - ye tezligining shu oraliqdagi tezligini xarakterlaydi.
Bor spektrdagi multipletlik xarakterini tushuntirib bera olmadi.
Bu nazariyaning asosiy kamchiliklari quyidagilardan iborat:
1. Atom spektrlarining xarakterini tushuntirib bera olmadi.
Ximiyaviy bog‘lanishlar sonini xisoblashda notо‘g‘ri natija beradi.
Kvant mexanika va klassik mexanika о‘rtasida qarama-qarshilik keltirib chiqaradi.
MIKROOLAMNING ZARRACHA VA TО‘LQIN XOSSALARI
1924 yil fransuz olimi De-Broyl zarrachalarning ikkilamchi xossalari nafaqat yorug‘lik uchun balki boshqa mikroobyektlar uchun ham taluqliligini aytadi. U zarrachalarni xarakatini tо‘lqin jarayoni deb qaraydi va quyidagi formulani beradi:
bu tо‘lqin zarrachalari uchun De-broyl tо‘lqin uzunligi deyiladi. 1929-yil amerikalik Deyson, Jermer va sovet olimi Tartakovskiylar ye-lar difraksiyasini kashf etadilar. Biz ye-uchun tо‘lqin uzunligini quyidagicha xisoblaymiz:
Bor orbitasi radiusini hisoblaymiz
Bunda Borning birinchi postulati yechimini olamiz,
2r=h
shuni ta’kidlash kerakki, ye-larning tо‘lqin uzunligi atomlar о‘lchami bilan bir qiymatli bо‘ladi. Boshqacha qilib aytganda ye-larning atomdagi harakatini tо‘lqin jarayoni deb qarash mumkin.
NOANIQLIK PRINSIPI. ATOMNING EHTIMOLLIK MODELI.
Nemis olimi Geyzenberg Bor nazariyasi bо‘yicha atomning tuzilishini makro va mikroobyektlarni keskin farqiga asosan kuzatdi. Ma’lumki ye-larning xolati va harakat tezligini vizual yо‘l bilan aniqlash mumkin faqat bunda ahborot tashuvchi yorug‘likning qaytishi bо‘lsa. Agar mikroobyektlarga yorug‘lik ta’sir qilsa fotonlar bilan ye-larning uzaro ta’siri natijasida ye-larning xarakati va tezligi о‘zgaradi. Bunga qarab ye-larning tezligini xisoblash mumkin. Ehtimollik nazariyasida zarrachalarning xarakati ehtimoliy xarakat deb qaraladi. Noaniqlik prinsipining matematik ifodasi quyidagicha bо‘ladi.
Bu tenglamada r-xarakat tezligidagi noaniqlik, x-esa shu soxadagi joylanish noaniqligi.
Agar ye-ning R=0,01 A bо‘lsa uning xarakat tezligi 58000 km/sek xato bо‘ladi. Ehtimollik modeli yordamida uni tushunish mumkin. Noaniqlik prinsipi atomdagi jarayonlarning fizik xususiyatlarini, ye-ning koordinatasini xarakatning biror vaqtdagi tezligini aniqlashga imkon beradi. Shuning uchun ye-ning xolati va tezligining noaniqligi juda katta bо‘lib bu ye-xarakat trayektoriyasini tekshirishdan voz kechadi. Shuning uchun ye-da, uning xarakat qonuniyatlarini bilish emas, ye-ning atomdagi xolatini butunligini aniqlash kerak. Shunday qilib, Geyzenbergning noaniqlik prinsipi atomning extimoliy modelini yaratishga olib keldi.
SHREDINGERNING ATOM TUZILISHI NAZARIYASINING HOZIRGI ZAMON KО‘RINISHI
Atomning Shredinger bо‘yicha nazariyasida mikroobyektlarning harakati tо‘lqin nazariyasi bо‘yicha zarraning joylashgan о‘rni quyidagi ehtimollilik qonuni bо‘yicha ifodalanadi
Bu yerda: Un-potensial energiya
YE-tо‘la energiya, -tо‘lqin funksiya
Biz bilamizki N atomi uchun
;
Shunga e’tibor berish kerak-ki Shredinger tenglamasi emperik saralash yо‘li bilan tо‘lqin tenglamasining ye uchun yozilgan ifodasi kvant mexanika yasamasini yaratishda doimiy tо‘lqin olingan.
Shredinger tenglamasi quyidagi xulosaga olib keladi. Tenglama faqat ba’zi aniqlangan energiyalar uchun yechimga ega. U oraliq holatlar uchun ma’noga ega emas. (YE va YE oraliqlarda) ye-larning diskret kvant xarakterlarini Shredinger tenglamasi bilan yechish mumkin. Bu tenglama yechimiga kо‘ra ye-ning u yoki bu soxadagi xolat extimolini ifodalab lekin uning ye-xarakteriga bog‘liq emasligini kо‘rsatadi. Bu tenglama faqat bir ye-li sistemalar uchun taaluqli bо‘lib, boshqalar uchun murakkabroq bо‘ladi.
ELEKTRONNING ATOMDA JOYLASHISHINING KVANT XUSUSIYATLARI
Orbitallar о‘rtasida oraliq holatlar bо‘lmaganligi uchun sakrab bir holatdan boshqa holatga о‘tish kuzatiladi. Boshqacha qilib aytganda turli kvant holatlar, turli orbitallar uchun xos bо‘ladi. ye-ning orbitallari turli kvant sonlari bilan ifodalanib ye-holatning sakrab о‘zgarishini ifodalaydi.
Bosh kvant son ye-ning atomda joylashish energiyasini ifodalab butun sonlar bilan belgilanadi. n=1, 2, 3, 4, 5... .
Masalan, vodorod atomidagi ye energiyasi quyidagi formula bilan ifodalanadi.
YE = - 13,6 1/n2
Bu yerda minus ishora ye-ning yadro bilan bog‘lanish energiyasi yoki ye-ni yadrodan uzoqroq orbitalga kо‘chirish energiyasini kо‘rsatadi. Yuqoridagi formuladan quyidagilarni topish mumkin.
n=1 E=-13,6 eV
n=2 YE=-3,4 eV
n=4 YE=-0,8 eV
Buning natijasida atomda spektrlar kо‘rinishi paydo bо‘ladi
N atomining spektrlarida Balmer, Layman, Pashen seriyalari bilan birga Brekket, Pfund seriyalari ham bо‘ladi. Tо‘lqin soniga teskari bо‘lgan kattalik quyidagicha ifodalanadi.
nnn1
R - Ridberg doimiysi
Layman seriyasi:
Balmer seriyasi:
Pashen seriyasi :
Brekket seriyasi:
2. Orbital kvant soni: Atom spektrlarining о‘rganish shuni kо‘rsatdiki alohida spektr chiziqlari alohida xarakterli bо‘ladi. Har bir chiziq spektrda ma’lum kvant о‘tishlarini ifodalab har bir energetik soha uchun soha osti qiymatlari bо‘ladi. Shuning uchun kvant chiziqlarini о‘z chastotasi va о‘z energiyasi bо‘ladi.
mvr=p
l = 0,1,2,3 (n-1) qiymatlar qabul qiladi.
ye uchun harakat miqdorining burchak momentidan tashqari, harakat miqdorining orbital momenti ham xarakterli bо‘ladi. Bu kvantlash qoidasi deyiladi.
Magnit kvant soni: m ye ning magnit maydondagi holatini xarakterlaydi.
ml = -l, 0, +l qiymatlar qabul qiladi.
l ning - va + qiymatni qabul qilishi m ning qaysidir о‘qdagi proyeksiyasini kо‘rsatadi.
l=2 ml = -2, -1, 0, +1, +2
5. Spin kvant soni: Bu ye-ning о‘z о‘qi atrofida aylanishini kо‘rsatadi.
+ 1/2 soat strelkasi bо‘yicha yо‘nalish
- 1/2 soat strelkasiga qarshi yо‘nalish
l=0 S shakl
ml = 0 l=1 P shakl
ml = -1, 0, +1
ORBITALLAR SHAKLINING MUSTAHKAMLIGI
Tо‘la gibridlanish nazariyasiga asosan bо‘linmagan ye juftlari orasidagi о‘zaro itarish kuchi juftlashmagan va shu ye lar bilan ximiyaviy bog‘lanishda qatnashadigan ye lar orasidagi itarish kuchlaridan kichik bо‘ladi. Eng kam itarish kuchi ximiyaviy bog‘lanishda qatnashadigan ye lar orasidagi ta’sir kuchidir. Bu holatni tushuntirish uchun quyidagicha fikr yuritamiz.
Ximiyaviy bog‘lanishdagi ye lar jufti markaziy atomdan uning yadrosidan uzoqroqda bо‘ladi.
Bо‘linmagan ye lar jufti katta fazoni egallaydi va yadrolar orasida chо‘zilmagan bо‘lib, atomlardan biriga yaqinroq bо‘ladi. Shu sabab atomlarda energiyalar farqi yuz beradi. Ba’zi gibridlanishli molekulalarning tuzilishini kо‘rib chiqaylik.
Orbitallar tipi
|
s,
|
p
|
sp
|
sp2
|
sp3
|
dsp2
|
sp3d2
|
Nisbiy mustahkamlik
|
1,0
|
1,73
|
1,93
|
1,99
|
2,00
|
2,69
|
2,92
|
Shunday qilib, tо‘liq gibridlanish nazariyasi bо‘linmagan ye lar jufti va bog‘ hosil qilgan ye lar orasidagi о‘zaro ta’sir kuchlari holatini belgilaydi.
ADABIYOTLAR
Tatevskiy V.M. Stroyeniya molekul. M., 1980.
Jdanov Y.A. Teoriya stroyeniya organicheskix soyedineniy. M., 1985.
Ginlespi R. Geometriya molekul. M., 1975.
Remsden E.R. Nachalo sovremennoy ximii, L., «Ximiya», 1990.
|
