Page 568 - Основы_химии

562 Д . С. Р О Ж Д Е С Т В Е Н С К И Й .

Первая гипотеза Вора гласит: переход электрона с одной орбиты
(запас энергии W 2) на другую (запас Ж,) сопровождается лучеиспусканием
одного кванта энергии

излучение энергии происходит в виде монохроматической волны строго опре­
деленной длины или, что то же самое, строго определенного числа колеба­
ний v. Но если число колебаний выражается разностью двух величин, про­
порциональных энергии, а эмпирически из серий мы получаем, что оно
равно разности двух термов, то легко вычислить и самую энергию электрона
на какой-нибудь орбите, зная величину терма.
Далее, зная энергию, можно вычислить размеры каждой орбиты для
единственного водородного электрона. Таким образом Вор угадал закон,
которому подчинены все возможные орбиты водородного электрона,—это так
называемый второй закон Бора, который мы здесь не будем формулировать.
Следствия этих двух законов бесчисленны и всегда оправдываются на все
новых и новых явлениях и опытах, из которых мы приведем только самые
важные.
Механизм лучеиспускания представляется в следующем виде. Под
действием электрических процессов в вольтовой дуге, искре, в гѳйслѳровой
трубке или при очень большой энергии теплового движения в пламе­
нах и раскаленных газах) один электрон выбивается наружу из атома,
а затем он возвращается назад, перескакивая с одной возможной орбиты
на другую и излучая энергию в виде монохроматической волны (спек­
тральная линия) при каждом перескоке. Наконец он добирается до
самой внутренней возможной орбиты, потеряв всю энергию, которую он по­
лучил при выбрасывании из атома, и далее остается на этой нормальной
орбите, свойственной ему в невозбужденном состоянии. Для атома водорода
вопрос можно решить до конца и вычислить все возможные орбиты; наи­
более интересна нормальная орбита электрона, представляющая круг ра­
диуса 5-10" 9 см, что хорошо сходится с размерами атома водорода, вы­
числяемыми из кинетической теории газов. По кругу электрон движется
со скоростью 6,6-10 18 оборотов в секунду.
Из двух законов Бора вычисляется постоянная В и которая должна
стоять множителем перед скобками в сериальных формулах, через хорошо
известные величины заряда ядра Е, заряда электрона е, его массы m и по­
стоянной Планка Ii:

Для атома водорода заряд ядра Е равен заряду электрона е, и вычи­
сленная в этом предположении величина B t совпадает с полученной эмпири­
чески прямо из точного закона серии Бальмера величиной В.
Но только в этом случае и есть совпадение. Если, напр., как
у гелия, обладающего двумя электронами и двойным зарядом ядра, Е=2е,
то получается постоянная, которая в 4 раза больше постоянной Ридберга
= іВ). Для более сложных атомов, номер которых N, а заряд ядра
(Л 1
Ne, постоянная в УѴ* раз больше, чем у водорода (Jt 1 = NB). Между тем
t
выше мы подчеркнули, что для в с е х атомов в сериях и термах сохра­
няется водородная постоянная В. Этот вопрос будет выяснен далее, и его
выяснение особенно увеличит наглядность наших представлений об атомах.
Но сперва мы обратимся к таким сериям гелия, которые выделяются среди
прочих серий именно тем, что они имеют в 4 раза большую постоянную.
Здесь мы находим в законах Бора не только объяснение уже известных
фактов, по и предсказание новых.