الطيف الذري وتفسيره نظرية (بور)

الطيف الذري وتفسيره : "هو المفتاح الذي حل لغز التركيب الذري"

وهو ما قام به العالم الدانمركي (نيلز بور) سنة 1913 واستحق عليها جائزة نوبل عام 1922 .

طيف الانبعاث للذرات :

1-عند تسخين اى مادة لدرجة حرارة عالية فإنها تتوهج وينطلق منها طيف مستمر

وعند فحص هذا الطيف المستمر بواسطة المطياف(جهاز تحليل الضوء) ويسمى الاسبكترسكوب

 نجد انه يتكون من عدة ألوان متداخلة مع بعضها و لايوجد بينها حدود فاصلة

2-عند تسخين الغازات أو أبخرة المواد تحت ضغط منخفض إلى درجات حرارة عالية

أو إمرار شرارة كهربية فإنها تشع ضوءاً 

عند فحصه بالمطياف نجده مكوناً من عدد محدود من الخطوط الملونة تسمى بالطيف الخطي.

الطيف الخطي : "هو عدد محدد من خطوط ملونة تنتج من تسخين الغازات تحت ضغط منخفض إلى درجات حرارة عالية"

  ملاحظة    الطيف الخطي لأي عنصر هو خاصية أساسية ومميزة له لأنه لا يوجد عنصران لهما نفس الطيف الخطي ,

فهو مثل بصمة الأصبع التي يمكن عن طريقها تمييز أي إنسان عن آخر .

تبين عن طريق دراسة الطيف الخطي لأشعة الشمس أنها تتكون أساساً من غازي الهيدروجين والهليوم .

بدراسة طيف الانبعاث الخطي لذرات الهيدروجين تمكن بور من وضع نموذجه الذري .

نموذج بـور لتـركيب الـذرة ( النموذج الإلكتروستاتيكى )

تمكن (بور) من تطوير نموذج (رذرفورد) للتركيب الذري

ولم يعامل دوران الإلكترون حول النواة بفروض الديناميكا الكلاسيكية لـ (نيوتن) كما فعل (ماكسويل)

والتي قادته إلى أن الإلكترونات ستكون دائمة الإشعاع أثناء دورانها حول النواة مما يسبب انهيار الذرة .

فروض بور : 

= استخدم (بور) بعض فروض (رذرفورد) عن تركيب الذرة وهي : 

+ توجد في مركز الذرة نواة موجبة الشحنة. 

+ عدد البروتونات الموجبة الموجودة داخل النواة تساوي عدد الإلكترونات السالبة التي تدور حول النواة. 

+ أثناء دوران الإلكترون حول النواة تنشأ قوة طاردة مركزية نتيجة لسرعة دوران الإلكترونات

تتعادل مع قوة الجذب المركزية الناتجة من جذب النواة للإلكترونات. 

= ثم أضاف إلى فروض (رذرفورد) الفروض التالية : 

+ تتحرك الإلكترونات حركة سريعة حول النواة دون أن تفقد أو تكتسب أي قدر من الطاقة . 

+ تدور الإلكترونات حول النواة في عدد من مستويات الطاقة المحددة والثابتة

وتعتبر الفراغات الموجودة بين هذه المستويات منطقة محرمة تماماً لدوران الإلكترونات . 

+ للإلكترون أثناء حركته حول النواة طاقة معينة تتوقف على بعد مستوى الطاقة عن النواة وتتزايد كلما زاد نصف قطره . 

+ يعبر عن طاقة كل مستوى بعدد صحيح يسمى عدد الكم الرئيسي يأخذ الأرقام (1→7) أو الرموز (K,L,M,N,O,P,Q) . 

+ في الحالة المستقرة : " وهي الحالة الأقل طاقة والأكثر ثباتاً للذرة أو الجزيء أو الأيون "

" وهي أقل مستويات الطاقة المتاحة التي يبقى فيها الإلكترون "

في الحالة المثارة : "وهي الحالة التي يكتسب الإلكترون فيها كماً من الطاقة عن طريق التسخين أو التفريغ الكهربي ,
عندها ينتقل الإلكترون المثار مؤقتاً لمستوى طاقة أعلى (يعتمد على مقدار الكم المكتسب)"

 يكون الإلكترون في المستوى الأعلى في وضع غير مستقر لا يلبث أن يعود لمستواه الأصلي
حيث يفقد نفس الكم من الطاقة المكتسبة ويعود لمستواه الأصلي.

تخرج هذه الطاقة على هيئة إشعاع من الضوء له طول موجي وتردد مميز ينتج طيفاً خطياً مميزاً.

+ كثير من الذرات تمتص كمات من الطاقة في نفس الوقت الذي تشع فيه الكثير من الذرات كمات أخرى من الطاقة ,
 ونتيجة لذلك تنتج خطوط طيفية تدل على مستويات الطاقة التي تنتقل الإلكترونات منها
(تفسير خطوط الطيف في ذرة الهيدروجين) . 

بعض الملاحظات التي تؤخذ في الاعتبار :

# المسافة بين مستويات الطاقة تقل كلما ابتعدنا عن النواة .

# لا ينتقل إلكترون من مستوى الطاقة الموجود به إلى مستوى طاقة أخر

إلا إذا أكتسب أو فقد كماً من الطاقة مساوي لفرق الجهد بين المستويين .

# الكم عبارة عن عدد صحيح لا يتجزأ 

لإن الكم يعتبر كمية محددة من الطاقة لا تتجزأ ..

وبالتالي فالإلكترون لا يستقر أبدا في أية مسافة بين مستويات الطاقة

إنما يقفز قفزات محددة هي أماكن مستويات الطاقة .. 

مثل الكرة التي تتدحرج على السلم لا تقف بين درجات السلم .

# الانتقال الإلكتروني : 

"هو انتقال الإلكترون من مستوى طاقة إلى مستوى طاقة أخر" 

# الكم أو الكوانتم : 

"هو مقدار الطاقة المكتسبة أو المنطلقة عندما ينتقل الإلكترون من مستوى طاقة إلى مستوى طاقة أخر" 

# الذرة المثارة :

"هي الذرة التي إذا اكتسبت كماً من الطاقة تتسبب في انتقال إلكترون أو أكثر من مستواه الأصلي إلى مستوى طاقة أعلى"

مميزات ذرة (بور) : 

1- أستطاع تفسير طيف ذرة الهيدروجين تفسيراً دقيقاً . 

2- أول من أدخل فكرة الكم (الكوانتم) في تحديد طاقة الإلكترونات في مستويات الطاقة . 

3- التوفيق بين (رذرفورد) , و (ماكسويل) حيث أكد أن الإلكترونات أثناء دورانها حول

 النواة في الحالة المستقرة لا تشع طاقة وبالتالي لن تسقط داخل النواة .

قصور (عيوب) النموذج الذري لـ (بور) : 

1- لم يستطع تفسير أطياف الذرات الأثقل من الهيدروجين حتى الهيليوم الذي يحتوي على إلكترونين فقط. 

2- اعتبر أن الإلكترون جسيم مادي فقط ولم يأخذ في الاعتبار أن له خواص موجيه. 

3- افترض أنه يمكن تعيين كل من سرعة ومكان الإلكترون بكل دقة في نفس الوقت والواقع أن هذا يستحيل عملياً .

لأن الجهاز المستخدم في القياس لابد وأن يغير من مكان أو سرعة الإلكترون مما يشكك في عملية القياس. 

4- أفترض أن ذرة الهيدروجين ذرة مسطحة

(لأنه افترض أن الإلكترون يتحرك في مسار دائري مستوى)

 وقد ثبت بعد ذلك أن الذرة لها الاتجاهات الفراغية الثلاثة (X,Y,Z) .

• Twitter
• Facebook
• Google
• Tumblr
• Pinterest