物理 化学
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物理 化学. 福井工業大学 工学部 環境生命化学科 原 道 寛 名列＿＿＿＿ 氏名＿＿＿＿＿＿＿＿. 例題 1.1. 例題 1. 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. A. B. 1-1. 光の性質と原子のスペクトル. 量子化されたエネルギー. 電子励起状態（ S n ）. A. 電子（ Ee ）. D. C. h ：プランク定数. E. 振動（ Ev ）. - PowerPoint PPT Presentation
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物理化学福井工業大学 工学部環境生命化学科原 道寛
名列＿＿＿＿ 氏名＿＿＿＿＿＿＿＿
2
例題 1.1
3HARA2005
例題 1.２
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
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1-1. 光の性質と原子のスペクトル
HARA2005
A
B
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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）
電子基底状態（ S0）
0E
1E
2EnE
hchEEEn 0
電子励起状態（ Sn）
h：プランク定数
○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：光速 2.9979 x 108 ms-1
○λ：波長
A
B
C D
E
FG
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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/
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1-1. 光の性質と原子のスペクトル
HARA2005
光子エネルギー / hν
電流 I
cc hE
閾値
http://www12.plala.or.jp/ksp/quantum/photoelectric1/
A
B
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1-1. 光の性質と原子のスペクトル
HARA2005化学図録： P21
A
B
C
D E F G
10
1-1. 光の性質と原子のスペクトル
HARA2005フレンドリー物理学： P28
,,,,nn
RH 65431
4
112
,,,,nnn
RH 4321111
122
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リドベリー -リッツの式（ 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（赤外光領域
）（バルマー系列可視光領域）（ライマン系列紫外光領域
Humphreys
Pfund
Brackett
Paschen:6543
series)(Balmer :432
series)(Lyman :4321
2
21
21
,,,,n
,,n,n
,,,n,n
バルマー（ Balmer）
AB
CD
E
F
GHI
J
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原子スペクトルを説明するために、 bohrは 1913年にモデルをもとに説明を試みた。
1. 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。
2. 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。
3. 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
D
E
F
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1-2. ボーアの水素原子モデル
HARA2005
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（光エネルギー）を放出することはない。＝一定のエネルギー状態（定常状態）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
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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。
軌道を回る電子の角運動量＝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
HARA2005
角運動量：mevr＝ nh/2π
m：質量v ：電子の速度r ：軌道の半径
h：プランク定数
n：整数量子数
(quantum number)
A
B C
D
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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
HARA2005
光吸収 光放出
E1
E2
ボーアの振動数条件Bohr frequency
conditionhn＝ E2－ E1
h：プランク定数n：光の振動数
C D
F
E
A
B
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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
遠心力 クーロン力＝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=1: 52.9 pm(5.29 x 10-11 m)
A B
C
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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
HARA2005
E1
E2
E3
光吸収
光放出 =何色？エネルギー＝運動エネルギー +位置エネル
ギー
222
4
22
1
8
42
1
nh
em
r
evmE
e
e
A B
C D
E
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1-2. ボーアの水素原子モデル
A
B
C
22
21
320
4
22
21
220
4
12
11
8
1
11
8
nnch
em
nnh
em
hch
EEE
e
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
A
B
C
D
量子条件の問題
• 電子のエネルギー準位はとびとびしか存在しない＝根拠がない
軌道内での速さの問題
• 原子核の周りを回る電子が一定の速度で運動すること≠ハイゼンベルグの不確定性原理
E
FG
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小テスト５名列番号＿＿ 氏名＿＿＿＿＿＿
採点者： ＿＿＿
HARA2005
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「基底状態」と「励起状態」を入れて文章を 100文字内で説明せよ。
(1文字 1 pt)
HARA2005
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例題 1.1A X
X
23HARA2005
例題 1.２A
