Sách Vật lý/Vật/Tính chất điện

Vào đầu thế kỷ thứ 20, John Dalton đã phát hiện Nguyên tử là đơn vị cơ bản tạo nên Nguyên tố vật chất . Lý thuyết của Dalton không chỉ giải thích các định luật trên mà còn là cơ sở để xây dựng các lý thuyết khác về nguyên tử sau này.

Thuyết nguyên tử John Dalton

Các nguyên tử và phân tử khác nhau trong mô hình của John Dalton trong ấn phẩm Hệ thống mới của triết học hóa học (A New System of Chemical Philosophy (xuất bản năm 1808).

Vào năm 1808, John Dalton đã đưa ra lý thuyết nguyên tử của ông dựa trên định luật bảo toàn khối lượng và định luật tỷ lệ các chất trong các phản ứng hoá học. Tất cả lý thuyết của ông dựa trên năm giả thuyết.

1. Giả thuyết thứ nhất phát biểu rằng tất cả vật chất đều được tạo thành từ các nguyên tử.
2. Giả thuyết thứ hai là các nguyên tử của cùng một nguyên tố sẽ có cùng một cấu trúc và tính chất.
3. Giả thuyết thứ ba là các nguyên tử không thể bị phân chia, không thể được sinh ra hoặc mất đi.
4. Giả thuyết thứ tư là các nguyên tử của các nguyên tố khác nhau kết hợp với nhau để tạo ra các hợp chất.
5. Giả thuyết thứ năm là trong các phản ứng hoá học, các nguyên tử có thể kết hợp, phân tách hoặc tái sắp xếp lại.

Đơn vị đo lường nguyên tử

Nguyên Tử đo bằng đơn vị Mô Mol . Một Mol nguyên tử của một nguyên tố là lượng nguyên tố đó có chứa NA nguyên tử của nguyên tố đó . Mol nguyên tử của một nguyên tố là lượng nguyên tố đó có chứa NA nguyên tử của nguyên tố đó . Mol phân tử của một Chất là lượng chất của NA phân tử chất đó

$Mol=N_{A}=6,02\times 10^{23}$ nguyên tử lượng

Thí dụ

Một mol nguyên tử kali (K) có 6,02×10²³ nguyên tử K

Một mol phan tử clo (Cl₂) 6,02×10²³ nguyen tử khí clo

Mô hình cấu trúc nguyên tử

Mô hình Ruther ford

1. Mọi vật được tạo ra từ Nguyên tố hóa chất, phần tử nhỏ nhứt còn giử tính chất của vật
2. Mọi Nguyên tố vật chất được tạo từ các phần tử điện nhỏ nhứt không thể phân chia gọi là Nguyên tử điện
3. Mọi Nguyên tử điện đều có các vòng tròn Quỷ đạo chứa Điện tử âm quay quanh một Hạt nhân ở trong tâm chứa các Điện tử dương và Điện tử trung hòa
4. Số nguyên tố cho biết số lượng điện tủ âm trên các Quỷ đạo và số lượng điện tủ dương trong Hạt nhân
5. Ở trạng thái cân bằng, tổng điện của nguyên tử bằng không
6. Chỉ có điện tử âm trên quỷ đạo ngoài cùng mới có thể tham gia các phản ứng điện

Mô hình Bohr

1. Các điện tử chuyển động xung quanh hạt nhân theo các quỹ đạo có năng lượng và bán kính cố định.
2. Năng lượng của điện tử phụ thuộc vào bán kính quỹ đạo của điện tử
3. Điện tử nằm trên quỹ đạo có bán kính lớn nhất sẽ có năng lượng nghỉ nhỏ nhất và năng lượng động cao nhứt
4. Năng lượng ở mức năng lượng ổn định hay ở trạng thái ổn định .
5. Nếu Nguyên tử hấp thụ năng lượng của một Lực (Điện , Ánh sáng ...) năng lượng của Nguyên tử sẻ thay đổi lúc này điện tử nằm ở trạng thái kích thích
6. Điện tử trở thành điện tử tự do khi điện tử hấp thụ hay giải thoát năng lượng quang tuyến . Điện tử sẻ đi ra khỏi nguyên tử khi điện tử hấp thụ năng lượng quang tuyến . Điện tử sẻ đi vô trong nguyên tử khi điện tử giải thoát năng lượng quang tuyến

Tính toán lượng tử trong nguyên tử

Cân bằng lực điện

$Q_{e}=e$

$Q_{p}n=Ze$

$F_{Q}=F_{r}$

$K{\frac {Ze^{2}}{r^{2}}}={\frac {mv^{2}}{r}}$

$r={\frac {KZe^{2}}{mv^{2}}}$

$P_{h}=P_{r}$

${\frac {nh}{2\pi }}=mvr$

$v={\frac {n\hbar }{mr}}$

$r={\frac {KZe^{2}}{m({\frac {n\hbar }{mr}})^{2}}}=KZm({\frac {e}{n\hbar }})^{2}$

Tổng năng lượng

$E_{t}=E_{Q}+E_{p}=0$

$-{\frac {KZe^{2}}{r}}={\frac {mv^{2}}{r}}$

Khác biệt năng lượng lượng tử

$E_{n}-E_{n-1}=hf=h{\frac {C}{\lambda }}$