Otázka: Elektronový obal a děje v něm
Předmět: Biofyzika
Přidal(a): BobanCreed
Elektronový obal
orbitaly – místa pravděpodobnostních výskytu elektronů (podle Ψ2)
kvantová čísla – parametry v řešení Schrödingerovy rce
– hlavní kvantové číslo n
– určuje celkovou energii elektronu => energetickou hladinu výskytu
– En – práce k přenesení elektrony z hladiny do nekonečna (n=∞)
– En=-me4/(8ε02h2n2)
– n2=rn/r0
rn = nejpravděpodobnější vzdálenost elektronu s n=n od jádra
r0 = Bohrův poloměr = vzdálenost elektronu s n=1 od jádra
– n=1,2,3…
– vedlejší kvantové číslo l
– l=0,1…(n-1) <=> s,p,d,f,…
– kvantuje tzv. orbitální moment hybnosti L=h/2 * √l(l+1)
– udává tvar a symetrii orbitalů
– magnetické kvantové číslo m
– m=0,1,-1,… +-l
– kvantuje magnetický moment hybnosti μ=-e/2me*L
-e/2me = gyromagnetický moment
– jednotka = Bohrův magneton
– udává orientaci orbitalů v magnetickém poli
– spinové kvantové číslo s
– s=+-1/2
– vlastní moment hybnosti elektronu S= h/2 * √s(s+1)
– Pauliho vylučovací princip
– dva elektrony v atomu nemohou existovat v tomtéž kvantovém stavu (všechna kvantová čísla stejná)
Děje v elektronovém obalu
– excitace
– jeden nebo více atomů obsazují vyšší energetické hladiny
– důvod = absorpce energie > ΔE (rozdíl výchozího a excitovaného stavu)
– nadbytek E se mění v kinetickou energii atomu
– velmi krátký stav x metastabilní stavy
– hladiny s vyšší pravděpodobností => delší (minuty-hodiny)
– ionizace
– extrémní případ excitace
– absorbovaná energie > Ev (vazebná, ionizační energie nebo ionizační potenciál)
– elektron úplně opouští elektronový obal => přebytek se mění v Ek elektronu
– deexcitace, deionizace
– přesun elektronu z vyšší vrstvy, nebo volného elektronu na uvolněné místo => vyzáření ΔE
– ΔE je kvantována => vznik emisních spekter (charakteristické λ a f)
– plynné látky – čárová emisní spektra (série)
– hrana série = foton s nejvyšší energií
– molekuly – pásová emisní spektra
– žhavé pevné a kapalné látky – spojitá emisní spektra
– emisní spektrofotometrie
– luminiscence
– elektromagnetické záření vznikající při deexcitaci z metastabilního stavu
– krátký metastabilní stav => fluorescence
– dlouhý metastabilní stav => fosforescence
Spektrum elektromagnetického záření
– rozdělení záření podle λ, resp. f nebo E
| – radiové vlny
– λ = dm-km; f < 300GHz
– extrémně dlouhé vlny (3*100-3Hz)
– velmi dlouhé vlny (3*103-4Hz) – námořní a letecká navigace
– dlouhé vlny (3*104-5Hz) – radiokomunikace
– střední vlny (3*105-6Hz) – rozhlasové vysílání
– krátké vlny (3*106-7Hz) – rozhlasové vlny, radioamatéři
– velmi krátké vlny (3*107-8Hz) – FM vysílání, televize
– ultra krátké vlny (3*108-9Hz) – digitální televize
– super krátké vlny (3*109-10Hz) – radiolokace, telekomunikace
– extrémně krátké vlny (3*1010-11Hz) – radiolokace, letecké výškoměry |
– mikrovlny
– 1m-1mm – absorpce molekulami s dipólovým momentem => ohřev např. vody
– infračervené záření – 1mm-740nm – tepelný účinek
– viditelné světlo – 740nm-380nm – červená>žlutá>zelená>modrá>fialová
– ultrafialové záření – 380-10nm – vliv na chemick0 vazby, DNA, …
– rentgenové záření, gama záření – 10-0,1nm |
