Какую модель строения атома предложил Резерфорд?
Резерфорд предложил ядерную (планетарную) модель атома, согласно которой атом состоит из положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, и электронов, вращающихся вокруг ядра, подобно планетам вокруг Солнца.
Какие опытные данные объяснила модель атома Резерфорда?
Эта модель объяснила результаты опыта по рассеянию α-частиц, проведённого Резерфордом и его коллегами Гейгером и Марсденом. Они обнаружили, что небольшая часть α-частиц отклоняется на большие углы или даже отскакивает обратно. Это означало, что в центре атома находится небольшое, но очень массивное и положительно заряженное ядро, которое вызывает такие отклонения.
Что представляют собой линейчатые спектры испускания и поглощения вещества?
Линейчатый спектр испускания – это набор чётких спектральных линий, соответствующих определённым длинам волн, которые излучает атом при переходе электрона с более высокого энергетического уровня на более низкий.
Линейчатый спектр поглощения возникает, когда атомы поглощают свет определённых длин волн, переводя электроны на более высокие энергетические уровни, в результате чего в непрерывном спектре появляются тёмные линии.
Почему планетарная модель атома Резерфорда не могла объяснить устойчивость атома?
Согласно классической электродинамике, движущийся по окружности электрон должен излучать электромагнитные волны, терять энергию и в итоге упасть на ядро. Однако атомы в реальности стабильны, и электроны не падают на ядро, что модель Резерфорда объяснить не могла.
Сформулируйте квантовые постулаты Бора. Как модель атома Бора объясняет устойчивость атома и происхождение линейчатых спектров?
Квантовые постулаты Бора:
Электрон может находиться только на определённых стационарных орбитах и не излучает энергию при движении по ним. Электрон может переходить с одной орбиты на другую, испуская или поглощая квант энергии E=hν, где h — постоянная Планка, ν — частота излучения. Орбиты квантованы: электрон движется по орбите, если его угловой момент кратен h (постоянной Планка, делённой на 2π). Эта модель объясняет устойчивость атома, так как на стационарных орбитах электрон не излучает энергию и не падает на ядро. Линейчатые спектры объясняются тем, что электроны совершают переходы между орбитами, испуская или поглощая свет строго определённых длин волн.
Опишите опыты Франка и Герца и объясните их результаты.
Франк и Герц в 1913 году провели эксперимент, в котором пропускали пучок электронов через разрежённый пар ртути. При увеличении энергии электронов они обнаружили, что при достижении определённого значения (4,9 эВ) электроны резко теряли энергию, а при меньших энергиях этого не происходило.
Выводы:
Атомы могут поглощать энергию только порциями (квантами), что подтверждает квантовую природу энергии. Электроны внутри атома могут находиться только на определённых уровнях, а переходы между ними сопровождаются поглощением или испусканием энергии.