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物理化学 _1.1-1.2　 Ver.1.0福井工業大学　工学部環境生命化学科原　道寛

名列＿＿＿＿　　氏名＿＿＿＿＿＿＿＿

2

物理化学： 1章原子の内部（メニュー）

1-1.　

• 光の性質と原子のスペクトル

1-2.　

• ボーアの水素原子モデル

1-3.　

• 電子の二重性：波動力学

1-4.　

• 水素原子の構造

1-5.　

• 多電子原子の構造

1-6.　

• 元素の諸性質と電子配置との関わり

3

1-1.　光の性質と原子のスペクトル

A

B

4

1-1.　光の性質と原子のスペクトル

振動（ Ev）

量子化されたエネルギー

回転（ Er）

電子（ Ee）

____________S0

）0E

1E

2EnE

hc

EEn _____0

＿＿＿＿＿＿（ Sn）

h： __________○量子力学における基本定数。h＝ 6． 626×10 － 34J・ s。1900年プランクが放射法則を説明するために導入。○c： _____　 2.9979 x 108　ms-1

○λ： _____

A

B

C D

E

FG

5

1-1.　光の性質と原子のスペクトル

http://www.kyokyo-u.ac.jp/koukou/kyoka/assist/6/p_e_effect.htmhttp://www12.plala.or.jp/ksp/quantum/photoelectric1/

6

1-1.　光の性質と原子のスペクトル

光子エネルギー / hν

電流　I

____cE

______

http://www12.plala.or.jp/ksp/quantum/photoelectric1/

A

B

7

1-1.　光の性質と原子のスペクトル

化学図録： P21

A

B

C

D E F G

8フレンドリー物理学： P28

,,,,nn

RH 65431

4

112

,,,,nnn

RH 4321111

122

21

_________________（ Rydberg-Ritz formula）一般化

））（ハンフリース（））（フント（

））（ブランケット（））（パッシェン（領域

）（バルマー系列領域）（ライマン系列領域

Humphreys

Pfund

Brackett

Paschen_____:,6,5,4,3

series)(Balmer _____:,4,3,2

series)(Lyman _____:,4,3,2,1

2

21

21

n

nn

nn

F

I

AB

CD

J

＿＿＿＿（ Balmer）E GH

1-1.　光の性質と原子のスペクトル

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物理化学： 1章原子の内部（メニュー）

1-1.　

• 光の性質と原子のスペクトル

1-2.　

• ボーアの水素原子モデル

1-3.　

• 電子の二重性：波動力学

1-4.　

• 水素原子の構造

1-5.　

• 多電子原子の構造

1-6.　

• 元素の諸性質と電子配置との関わり

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1-2.　ボーアの水素原子モデル

1. ____________________________________________________________________________________________________________________________。 _

2. ______________________________________________________________

3. ____________________________________________________________________________________________________________________________

D

E

F

原子スペクトルを説明するために、 _____は 1913年にモデルをもとに説明を試みた。A

B C

11

1-2.　ボーアの水素原子モデル

電子がある決まった軌道上を運動⇒外に対してエネルギー（ ______________）を放出 ______________。＝一定のエネルギー状態 ___________を持続。

軌道を回る電子の角運動量は不連続な一群の値のみとることが許されている。電子が一つの定常状態から他の定常状態に移るとき（遷移）、光が放出されたり吸収されたりする。

A

B

C

12

電子がある決まった軌道上を運動している限り、外に対してエネルギー（光エネルギー）を放出することはなく、一定のエネルギー状態（定常状態）を持続する。

軌道を回る電子の ___________＝不連続な一群の値のみとる

電子が一つの定常状態から他の定常状態に移るとき（遷移）、光が放出されたり吸収されたりする。

1-2.　ボーアの水素原子モデル

角運動量：_____＝ ______

m：質量v ：電子の速度r ：軌道の半径

h：プランク定数

n：整数_______

(quantum number)

A

B C

D

13

軌道を回る電子の角運動量は不連続な一群の値のみとることが許されている。

電子が一つの ________から他の定常状態に移るとき ______、光が放出されたり吸収されたりする。

1-2.　ボーアの水素原子モデル

E1

E2

ボーアの __________Bohr frequency

conditionhn＝ ________h：プランク定数n：光の振動数

C D

F

E

A

B

14

軌道を回る電子の角運動量は不連続な一群の値のみとることが許されている。

電子が一つの定常状態から他の定常状態に移るとき（遷移）、光が放出されたり吸収されたりする。

1-2.　ボーアの水素原子モデル

_____力 ________力＝電子がどこにも行かない理由

r

vme2

2

2

4 r

e

電子と原子の距離は ?ε=8.854x10-12 C2 N-1 m-2

n=_____________________

A B

C

15

軌道を回る電子の角運動量は不連続な一群の値のみとることが許されている。

電子が一つの定常状態から他の定常状態に移るとき（遷移）、光が放出されたり吸収されたりする。

1-2.　ボーアの水素原子モデル

E1

E2

E3

光吸収

光放出 =何色？エネルギー＝

____________+_____________

_________

_________

E

A B

C D

E

16

A

B

C1-2.　ボーアの水素原子モデル

22

21

22

21

220

4

12

11

_____

______1

11

8

nn

nnh

em

hch

EEE

e

109.7 nm　(人間の目では見えない）

D

E

光放出 =何色？

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1-2.　ボーアの水素原子モデル• ボーアモデルの概念の欠点

化学図録 P20

• 電子のエネルギー準位は ________________________＝根拠がない

量子条件の問題

• 原子核の周りを回る電子が一定の __________すること≠ __________________の不確定性原理

軌道内での速さの問題

E

FG

A

B

C

D