Các trang thể loại “Vật lý nguyên tử” Mục lục Ái lực điện tử 1.1 y luật 1.2 Phân tử 1.3 Xem thêm 1.4 am khảo Bán kính Bohr 2.1 Định nghĩa giá trị 2.2 Sử dụng 2.3 Những đơn vị có liên quan 2.4 Bán kính Bohrr rút gọn 2.5 Xem thêm 2.6 Ghi 2.7 am khảo 2.8 Liên kết Bohr magneton 3.1 am khảo 3.2 Xem thêm Boson 4.1 am khảo 4.2 Xem thêm Cấu hình electron 5.1 Số lượng tử lớp 5.2 Điền electron vào lớp 5.3 Liên hệ đến bảng tuần hoàn 5.4 Cấu hình electron số nguyên tố 5.4.1 Khí 5.4.2 Z từ 11 đến 17 5.4.3 Z từ 21 đến 31 5.4.4 Z từ 39 đến 49 Xem thêm 5.5 i ii MỤC LỤC 5.6 Chu kỳ Rabi 9 6.1 Mô tả toán học 6.2 Chuẩn bị thí nghiệm dao động hệ lượng tử 6.3 Đạo hàm công thức Rabi theo phương pháp bất định ma trận Pauli 10 6.4 Dao động Rabi tính toán lượng tử 11 6.5 am khảo 11 Điện li 12 7.1 Nguyên nhân 12 7.2 Độ điện li 12 7.3 Độ mạnh yếu 7.4 am khảo 12 7.3.1 Các chất điện li mạnh 12 7.3.2 Các chất điện li trung bình yếu 12 am khảo 13 Hiệu ứng Compton 14 8.1 Nội dung 14 8.2 Cơ chế tán xạ Compton 14 8.3 am khảo 15 Hiệu ứng ắn 16 9.1 Nguyên nhân 16 9.2 am khảo 16 9.3 Xem thêm 16 9.4 am khảo 16 10 Hiệu ứng Mössbauer 17 10.1 Chú thích 17 11 Hiệu ứng quang điện 18 11.1 Hiện tượng 18 11.2 Các định luật quang điện giải thích 11.3 Hiệu ứng quang dẫn 19 19 11.4 Lịch sử hiệu ứng quang điện 19 11.5 Ứng dụng hiệu ứng quang điện 20 11.6 Xem thêm 20 11.7 am khảo 20 11.8 Liên kết 20 12 Hiệu ứng Zeeman 21 12.1 Giới thiệu 21 12.2 am khảo 21 MỤC LỤC iii 13 Làm mát laser 22 13.1 Cơ chế hoạt động 22 13.2 Các thông số 22 22 13.4 ao khảo 22 13.5 am khảo 23 13.3 Ứng dụng 14 Mô hình Bohr 24 14.1 Nguồn gốc 24 14.2 am khảo 24 15 Năng lượng ion hóa 15.1 am khảo 16 Nguyên tử 25 25 26 16.1 Từ nguyên 26 16.2 Lịch sử 26 16.2.1 Nguyên tử luận 26 16.2.2 Nguồn gốc lý thuyết khoa học 27 16.2.3 Hạt cấu thành lý thuyết lượng tử 28 16.2.4 Phân hạch, vật lý lượng cao vật chất ngưng tụ 29 16.3 Các thành phần 30 16.3.1 Hạt hạ nguyên tử 30 16.3.2 Hạt nhân 30 16.3.3 Đám mây electron 31 16.4 Tính chất 32 16.4.1 Tính chất hạt nhân 32 16.4.2 Khối lượng 33 16.4.3 Hình dạng kích thước 33 16.4.4 Phân rã phóng xạ 34 16.4.5 Mômen từ 34 16.4.6 Mức lượng 35 16.4.7 Hóa trị liên kết hóa học 36 16.4.8 Trạng thái 36 16.5 an sát thăm dò 37 16.6 Nguồn gốc trạng thái 38 16.6.1 Sự hình thành 38 16.6.2 Trái Đất 38 16.6.3 Các dạng lý thuyết 39 16.7 Xem thêm 39 16.8 Chú thích 39 16.9 am khảo 39 iv MỤC LỤC 16.9.1 Sách tham khảo 44 16.10 Liên kết 45 17 Nguyên tử heli 47 17.1 Tổng quan 47 17.2 Phương pháp Hartree-Fock 47 17.3 Xem thêm 48 17.4 am khảo 48 18 Orbital nguyên tử 50 18.1 Các tên orbital 51 18.2 Định nghĩa học lượng tử 51 18.3 Số lượng tử 51 18.4 Liên hệ đến hệ thức bất định 51 18.5 Các hình dạng orbital 51 18.6 Mức lượng orbital 52 18.7 Xem thêm 52 18.8 Chú thích 52 18.9 Liên kết 52 19 Phổ Mössbauer 19.1 am khảo 53 54 20 Phương pháp làm lạnh Doppler 55 21 Phương pháp 56 22 Giải thí 57 23 Hạn ế 59 24 Ứng dụng 60 25 am khảo 61 26 Liên kết 62 27 ang phổ phát xạ 63 27.1 am khảo 63 27.2 Liên kết 63 28 y tắc Hund thứ 64 28.1 Nội dung chi tiết 64 28.2 Ngoại lệ 64 28.3 Xem thêm 64 28.4 Liên kết 64 MỤC LỤC 28.5 Chú thích v 29 y tắc Slater 64 65 29.1 Nội dung quy tắcSlater 65 29.2 Ví dụ 65 29.3 Mục đích 65 29.4 Chú thích 66 30 Số lượng tử ính 67 30.1 am khảo 31 Số lượng tử spin 67 68 31.1 Định nghĩa 68 31.2 am khảo 68 32 Số lượng tử từ 69 32.1 am khảo 33 Số lượng tử xung lượng 69 70 33.1 am khảo 34 Tán xạ 70 71 34.1 Một số loại tán xạ 34.1.1 Trong vật lý hạt 71 71 34.1.2 Trong quang học 71 34.2 Tán xạ quang học 71 34.3 Tán xạ vật lý hạt 72 34.4 Xem thêm 72 34.5 am khảo 72 35 í nghiệm Fran - Hertz 35.1 í nghiệm 73 73 73 35.3 Hiệu ứng chất khí khác 74 35.4 am khảo 74 35.2 Giải thích 36 uyết nguyên tử 75 36.1 Lịch sử 75 36.1.1 Nguyên tử luận triết học 75 36.1.2 Dalton 75 36.1.3 Mẫu hành tinh nguyên tử Rutherford 77 36.2 am khảo 77 36.3 Đọc thêm 77 36.4 Liên kết 77 vi MỤC LỤC 37 Vật lý nguyên tử 78 37.1 am khảo 78 37.2 Lịch sử chi tiết 78 37.3 Liên kết 78 38 Vật lý thiên văn nguyên tử phân tử 79 38.1 Xem thêm 79 38.2 am khảo 80 38.3 Nguồn, người đóng góp, giấy phép cho văn hình ảnh 81 38.3.1 Văn 81 38.3.2 Hình ảnh 82 38.3.3 Giấy phép nội dung 84 Chương Ái lực điện tử Trong hóa học, lực điện tử lượng điện tử vỏ tăng lên, điện tử đẩy lẫn nhau, nguyên tử, trung hoà điện tích cô lập (ở thể khí), hấp làm giảm mức độ cân nguyên tử) thụ có điện tử thêm vào tạo thành khí ion có điện tích −1 điện tích nguyên tố Nó có giá trị âm lượng nhả 1.2 Phân tử Đa số nguyên tố hoá học có lực điện tử âm Điều nghĩa chúng không cần nhận lượng để bắt điện tử; thay vào đó, chúng nhả lượng Nguyên tử có nhiều khả bắt thêm điện tử có lực điện tử âm Clo nguyên tố hoá học có lực điện tử mạnh nhất; radon có lực điện tử yếu Ái lực điện tử không định nghĩa cho nguyên tố hoá học, mà áp dụng cho phân tử Ví dụ, lực điện tử benzen dương, naphtalen gần anthracen dương í nghiệm in silico cho thấy lực điện tử hexacyanobenzen mạnh fulleren [2] Mặc dù lực điện tử biến đổi hỗn loạn bảng tuần hoàn, số quy luật phá Nói chung, phi kim có lực điện tử âm kim loại Tuy nhiên, khí ngoại lệ, chúng có lực điện tử dương 1.3 Xem thêm • Định lý Koopmans 1.4 Tham khảo Bảng tuần hoàn lực điện tử, theo kJ/mol [1] 1.1 Quy luật [1] C E Moore, National Standard Reference Data Series 34, National Bureau of Standards, U.S Government Printing Office, Washington, DC, 1970 Ái lực điện tử tuân theo quy tắc tám Các nguyên tố nhóm 17 (flo, clo, brôm, iốt, astatin) có xu hướng bắt điện tử tạo anion có điện tích −1 điện tích nguyên tố Các khí nhóm 18 có đủ tám, việc thêm điện tử đòi hỏi lượng lớn, nhiên thực [2] Remarkable electron accepting properties of the simplest benzenoid cyanocarbons: hexacyanobenzene, octacyanonaphthalene and decacyanoanthracene Xiuhui Zhang, Qianshu Li, Justin B Ingels, Andrew C Simmone, Steven E Wheeler, Yaoming Xie, R Bruce King, Henry F Schaefer III and F Albert Coon Chemical Communications, 2006, 758 - 760 Abstract Các nguyên tố nhóm 2, berili nhóm 12 kẽm có lực điện tử với giá trị dương chúng có vỏ s hay vỏ d điền đầy Các nguyên tố nhóm 15 có lực điện tử thấp nitơ chí có lực điện tử với giá trị dương Lý vỏ điện tử điền nửa bền Ái lực điện tử có giá trị tăng lên hàng từ trái qua phải (do bán kính nguyên tử giảm dần, làm gia tăng sức hút từ hạt nhân, số điện tử vỏ tăng dần, khiến nguyên tử cân bền hơn) bảng tuần hoàn giảm từ xuống nhóm (do bán kính nguyên tử số Chương Bán kính Bohr Bán kính Bohr (a0 rBₒ) số vật lý, gần với khoảng cách tâm nuclide electron nguyên tử Hydro trạng thái Nó đặt tên sau ngài Niels Bohr, vai trò mô hình Bohr nguyên tử Giá trị 5.2917721067(12)×10−11 m thuộc vào lượng chúng Trong đơn nguyên tử hydro đơn giản nhất, electron đơn quay quanh hạt nhân quỹ đạo nhỏ nó, với lượng thấp nhất, có bán kính quỹ đạo gần bán kính Bohr (Nó xác bán kính Bohr khối lượng rút gọn Chúng khác khoảng 0.1%.) Mặc dù mô hình Bohr không sử dụng, bán kính Bohr hữu ích tính toán vật lý nguyên tử, phần đơn giản mối quan hệ với số khác (Đây lí xác định khối lượng electron thực, việc giảm khối lượng trên.) Ví dụ, đơn vị độ dài đơn vị nguyên tử 2.1 Định nghĩa giá trị Trong đơn vị SI bán kính Bohr bằng:[1] a0 = 4πε0 ℏ2 ℏ = m e e2 me c α Một khác biệt quan trọng bán kính Bohr cho vị trí biên độ xác suất tối đa, khoảng cách đến tâm dự đoán Khoảng cách đến tâm dự đoán thực lớn 1.5 lần bán kính Bohr, kết hạ xuống nhẹ hàm sóng đến tâm với: a0 bán kính Bohrr, ε0 số điện môi không gian trống, ℏ số Plank, me khối lượng electron, e điện tịch bản, 2.3 Những đơn vị có liên quan c vận tốc ánh sáng chân không, α số cấu trúc tinh tế Bán kính Bohr electron ba đơn vị độ dài có liên quan, hai khác bước sóng Trong đơn vị Gaussia bán kính Bohr đơn giản Compton electron λe re Bán kính Bohr xây dựng nên từ khối lượng electron me , Hằng số Planck ℏ điện tích e Bước sóng Compton xây ℏ2 dựng nên từ me , ℏ tốc độ ánh sáng c Bán kính a0 = m e e2 điện từ cổ điển xây dựng nên từ me , c e Bất eo CODATA năm 2014, bán kính Bohr có giá trị kì ba đơn vị viết sang đơn 5.2917721067(12)×10−11 m (tức khoảng 53 pm vị khác sử dụng số cấu trúc tinh tế α : 0.53 Å).[2][note 1] 2.2 Sử dụng re = αλe = α a0 4π Trong mô hình Bohr cấu trúc nguyên tử, đưa Niels Bohr vào năm 1913, electron quay quanh Bước sóng Compton khoảng 20 lần nhỏ so với nhân Mô hình nói electron quay bán kính Bohr, bán kính điện tử cổ điển khoảng quanh khoảng cách định từ hạt nhân, tùy 1000 lần nhỏ so với bước sóng Compton 2.8 LIÊN KẾT NGOÀI 2.4 Bán kính Bohrr rút gọn Bán kính Bohr có kèm theo rút gọn khối lượng nguyên tử hydro đưa phương trình sau đây: a∗0 = λp + λe , 2πα với: λp bước sóng Compton proton λe bước sóng Compton electron α số cấu trúc tinh tế Trong phương trình trên, hiệu ứng rút gọn khối lượng đạt cách sử dụng bước sóng Compton nâng lên, mà bước sóng Compton electron proton cộng lại 2.5 Xem thêm • Angstrom • Bohr magneton • Năng lượng Rydberg 2.6 Ghi [1] e number in parenthesis denotes the uncertainty of the last digits 2.7 Tham khảo [1] David J Griffiths, Introduction to antum Mechanics, Prentice-Hall, 1995, p 137 [2] “CODATA Value: Bohr radius” Fundamental Physical Constants NIST Truy cập ngày 13 tháng năm 2016 2.8 Liên kết • y mô chiều dài Vật lí: Bán kính Bohr (tiếng Anh) Chương 33 Số lượng tử xung lượng Số lượng tử xung lượng số lượng tử mô tả hình dạng mật độ phân bố electron nguyên tử Các hàm sóng electron đưa lý thuyết Erwin Schrödinger đặc trưng vài số lượng tử Số n, mô tả số nốt hành xử xác suất phân bố electron Nó tương quan với trung bình khoảng cách với hạt nhân Lý thuyết phát triển Schrodinger dự đoán với giá trị n, electron tồn trạng thái khác nhau, tất có Những trạng thái khác phân biệt số lượng tử khác, số số lượng tử xung lượng, với ký hiệu l Giá trị l xác định hình dạng orbital Khi l = 0, orbital có hình cầu; l = 1, orbital có hình số Khi l có giá trị cao hình dạng orbital phức tạp 33.1 Tham khảo 70 Chương 34 Tán xạ 34.1.1 Trong vật lý hạt • Tán xạ Compton • Tán xạ Rutherford • Tán xạ Raman • Tán xạ omson 34.1.2 Trong quang học • Tán xạ Brillouin • Tán xạ Mie Bầu trời Trái Đất có màu xanh da trời tán xạ Rayleigh khí Trái Đất • Tán xạ Rayleigh Trong vật lý hạt, tán xạ tượng hạt bị bay lệch hướng va chạm vào hạt khác 34.2 Tán xạ quang học Trong quang học (và thiên văn học) tán xạ tượng photon bị đổi hướng gặp vật, vĩ mô tiểu hành tinh, viên đá vành đai Sao ổ, hay vật chất vi mô hạt bụi Trong trình tán xạ túy, lượng photon không thay đổi, có hướng thay đổi ngẫu nhiên theo hàm mật độ xác suất gọi hàm tán xạ Sự phân bố lại hướng bay photon sau va chạm với vật thể phụ thuộc vào tỷ lệ x kích thước vật thể bước sóng xạ điện từ (còn gọi hệ số kích thước) ực tế, photon gặp vật chất, hướng thay đổi mà lượng thay đổi (giảm tượng hấp thụ hay tăng tượng xạ) Lúc xảy tán xạ túy hấp thụ/bức xạ túy Bầu trời Trái Đất có màu xanh da trời, khí Trái Đất tán xạ mạnh thành phần màu xanh da trời (bước sóng ngắn) ánh sáng trắng đến từ Mặt Trời Đây ví dụ tán xạ Rayleigh x