المرجع الالكتروني للمعلوماتية
المرجع الألكتروني للمعلوماتية

علم الكيمياء
عدد المواضيع في هذا القسم 11123 موضوعاً
علم الكيمياء
الكيمياء التحليلية
الكيمياء الحياتية
الكيمياء العضوية
الكيمياء الفيزيائية
الكيمياء اللاعضوية
مواضيع اخرى في الكيمياء
الكيمياء الصناعية

Untitled Document
أبحث عن شيء أخر المرجع الالكتروني للمعلوماتية
{افان مات او قتل انقلبتم على اعقابكم}
2024-11-24
العبرة من السابقين
2024-11-24
تدارك الذنوب
2024-11-24
الإصرار على الذنب
2024-11-24
معنى قوله تعالى زين للناس حب الشهوات من النساء
2024-11-24
مسألتان في طلب المغفرة من الله
2024-11-24

خطـوات تقييـم الأداء
11-6-2021
الإشارة
25-03-2015
الاستعارة التمثيلية
14-9-2020
حكايات وأشعار أندلسية
2023-06-07
B-Conglycinin
10-7-2017
Area of Plane Shapes
14-3-2017

Quantum Mechanics and the Hydrogen Atom  
  
231   04:06 مساءً   date: 3-7-2017
Author : Jerome L. Rosenberg and Lawrence M. Epstein
Book or Source : College Chemistry
Page and Part : p 51


Read More
Date: 3-7-2017 232

Quantum Mechanics and the Hydrogen Atom

Quantum mechanics began with a daring hypothesis by Louis de Broglie (he was a student at the time): if light has a dualistic wave/particle nature, why not matter? His reasoning led to the prediction that a particle of mass m and velocity u would exhibit wavelike properties with wavelength

     (1.1)

Thus for an electron beam with u = 1.46 × 106 m/s, Eq. (1.1) gives λ = 5.0 Å, comparable to the ionic spacing in a crystal. In 1920, it was found that a crystal would indeed diffract an electron beam, and de Broglie's crazy idea was proven!

Once it was established that electrons could behave like waves, physicists began looking for ways of dealing with electrons using their wavelike properties, and in 1926, Schrödinger found the solution. Schrödinger's wave equation does not attempt to calculate the trajectory of an electron nor does it make any assumptionsa bout planetary orbits of electrons about nuclei. Rather it computes a wave function, the square of which is the probability density of finding an electron at some point in space. When applied to the hydrogen atom, the results are similar to those of Bohr, with the following equation for the allowed energies:

                  (1.2)

where µ is the reduced mass, µ = memn/(me + mn) » me (me and mn, are the masses of the electron and the nucleus), e is the electronic charge, Z is the nuclear charge in units of |e| (Z = 1 for H, 2 for He+), eo = 8.854 × 10-12 C2J-1m-1 is the permittivity of free space, h is Planck's constant, and n is a positive integer. The energy of the photon emitted from an excited H atom is the difference between allowed energies:

                       (1.3)

In agreement with Eq.    (1.4)

      (1.4)

The integer n in Eq. (1.2), called the principal quantum number, determines the energy levels in a one electron atom or ion and largely determines the average distance of the electron from the nucleus. A complete description of the H atom requires two additional quantum numbers:

The angular momentum quantum number, l, defines the shape of the electronic distribution, called an orbital. l  may have any integral value between 0 and n - 1. Chemists often use a letter to represent the numerical value of l:

The magnetic quantum number, m, describes the orientation of orbitals in space. m may have any integral value between -l and +l.

Thus for l = 0, m = 0, for l = 1, m = ± 1, 0; in general there are 2l + 1 values of m.

The shapes of the s, p, and d orbitals are shown in Figure 1.1.

Figure 1.1.: Shapes of s, p, and d-orbitals.

 




هي أحد فروع علم الكيمياء. ويدرس بنية وخواص وتفاعلات المركبات والمواد العضوية، أي المواد التي تحتوي على عناصر الكربون والهيدروجين والاوكسجين والنتروجين واحيانا الكبريت (كل ما يحتويه تركيب جسم الكائن الحي مثلا البروتين يحوي تلك العناصر). وكذلك دراسة البنية تتضمن استخدام المطيافية (مثل رنين مغناطيسي نووي) ومطيافية الكتلة والطرق الفيزيائية والكيميائية الأخرى لتحديد التركيب الكيميائي والصيغة الكيميائية للمركبات العضوية. إلى عناصر أخرى و تشمل:- كيمياء عضوية فلزية و كيمياء عضوية لا فلزية.


إن هذا العلم متشعب و متفرع و له علاقة بعلوم أخرى كثيرة ويعرف بكيمياء الكائنات الحية على اختلاف أنواعها عن طريق دراسة المكونات الخلوية لهذه الكائنات من حيث التراكيب الكيميائية لهذه المكونات ومناطق تواجدها ووظائفها الحيوية فضلا عن دراسة التفاعلات الحيوية المختلفة التي تحدث داخل هذه الخلايا الحية من حيث البناء والتخليق، أو من حيث الهدم وإنتاج الطاقة .


علم يقوم على دراسة خواص وبناء مختلف المواد والجسيمات التي تتكون منها هذه المواد وذلك تبعا لتركيبها وبنائها الكيميائيين وللظروف التي توجد فيها وعلى دراسة التفاعلات الكيميائية والاشكال الأخرى من التأثير المتبادل بين المواد تبعا لتركيبها الكيميائي وبنائها ، وللظروف الفيزيائية التي تحدث فيها هذه التفاعلات. يعود نشوء الكيمياء الفيزيائية إلى منتصف القرن الثامن عشر . فقد أدت المعلومات التي تجمعت حتى تلك الفترة في فرعي الفيزياء والكيمياء إلى فصل الكيمياء الفيزيائية كمادة علمية مستقلة ، كما ساعدت على تطورها فيما بعد .