نظرية بوهر لذرة الهيدروجين فصل ١

Study Notes

نظرية بوهر لذرة الهيدروجين

تُعدّ ذرة الهيدروجين (Z = 1) أبسط ذرة، تتكون من نواة مشحونة إيجابياً (بروتون) وإلكترون واحد مشحون سالبيًا يدور حولها في مدار دائري نصف قطره r.
تُعدّ نواة ذرة الهيدروجين أثقل بكثير من الإلكترون، لذلك يمكن اعتبارها ثابتة.
القوى:
- قوة الجاذبية المركزية: القوة اللازمة للحفاظ على حركة الإلكترون في مدار دائري حول النواة تُعطى بواسطة $mv^2/r$, حيث m هي كتلة الإلكترون و v هي سرعته و r هو نصف قطر المدار.
- قوة التجاذب الكهروستاتيكية: قوة التجاذب بين النواة المشحونة إيجابياً والإلكترون المشحون سالبيًا تُعطى بواسطة $F = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{Ze^2}{r^2}$, حيث $\epsilon_0$ هي سماحية الفراغ و Z هو العدد الذري (يساوي 1 للهيدروجين) و e هي الشحنة الأولية.
- حالة الاتزان: للتوازن، يجب أن تكون قوة الجاذبية المركزية وقوة التجاذب الكهروستاتيكية متساوية ($mv^2/r = \frac{1}{4\pi\epsilon_0} \frac{Ze^2}{r^2}$).
شرط بوهر الكمّي:
- أدخل بوهر شرطًا كمّيًا لزخم الزاوية: $mvr = \frac{nh}{2\pi}$ (حيث $n = 1, 2, 3...$).
- يشير هذا إلى أن زخ...

التركيب الذري والتوزيع الإلكتروني

تتكون كل المادة، سواء كانت صلبة أو سائلة أو غازية، من ذرات، وهي أصغر الجسيمات غير قابلة للانقسام.
تتطابق ذرات العنصر الواحد في الوزن والحجم والخصائص، بينما تختلف ذرات العناصر المختلفة في هذه الخصائص.
يُقدر حجم الذرة بـ $10^{-10}$ متر (1 å).
العناصر هي مواد تتكون من نوع واحد فقط من الذرات. ومن الأمثلة على ذلك النيتروجين والكربون والهيدروجين والألومنيوم والنحاس والذهب والحديد.
مجموعات الذرات المرتبطة معًا تُسمى جزيئات، مثل $H_2$ و $О_2$ و $N_2$.
تُعدّ العديد من الجزيئات مزيجًا من عناصر مختلفة، مثل الماء ($H_2O$).
يمكن أن تكون الذرات أحادية الذرة (ذرة واحدة) أو ثنائية الذرة (ذرتان) أو ثلاثية الذرة (ثلاث ذرات) أو متعددة الذرات (أكثر من ثلاث ذرات).
في أوائل القرن العشرين، اكتشف علماء مثل جيه. جيه. طومسون ورفورد ونيلز بوهر أن الذرات ليست غير قابلة للانقسام بل تحتوي على جسيمات أصغر: إلكترونات وبروتونات ونيوترونات.
أظهر رذرفورد وزملاؤه أن كتلة الذرة مركزة في مركز يُسمى النواة، ويتكون من البروتونات والنيوترونات.
تدور...

النظائر

تسمى جميع الذرات ذات الأوزان الذرية المختلفة ولكن تنتمي إلى نفس العنصر بالنظائر.
للنظائر نفس العدد الذري، مما يعني أنها تحتوي على نفس عدد البروتونات والإلكترونات.
يعود الفرق في الكتلة بين نظائر العنصر نفسه إلى الاختلاف في عدد النيوترونات في نواتها...

Description

تتناول هذه الاختبارات مفهوم نظرية بوهر لذرة الهيدروجين، المتضمنة حركة الإلكترون حول النواة وقوى الجاذبية والتجاذب الكهروستاتيكي. سيتم استعراض الشروط الكمية وزخم الزاوية المرتبط بحركة الإلكترون. تعتبر هذه النظرية أساسية لفهم التركيب الذري.