Khác biệt giữa bản sửa đổi của “Nguyên tử hydro”
Nội dung được xóa Nội dung được thêm vào
Đã cứu 0 nguồn và đánh dấu 1 nguồn là hỏng.) #IABot (v2.0.8 |
Đã cứu 1 nguồn và đánh dấu 0 nguồn là hỏng.) #IABot (v2.0.9.5 |
||
| (Không hiển thị 9 phiên bản của 7 người dùng ở giữa) | |||
Dòng 15:
}}
[[Tập tin:Hydrogen_atom.svg|phải|nhỏ|200x200px|Mô phỏng một nguyên tử hydro cho thấy đường kính bằng xấp xỉ hai lần bán kính [[mô hình Bohr]]. (Ảnh mang tính minh họa)]]
Một '''nguyên tử hydro''' là một [[nguyên tử]] của [[nguyên tố hóa học]] [[hydro]]. Nguyên tử [[điện tích]] trung lập, chỉ chứa duy nhất một hạt [[proton]] mang điện tích dương và một hạt [[electron]] mang điện tích âm[[Electron|,]] bị ràng buộc với hạt nhân bởi [[Lực tĩnh điện|lực Coulomb]]. '''Nguyên tử hydro''' cấu thành khoảng 75% khối lượng [[baryon]] của vũ trụ.<ref>{{Chú thích web|last=Palmer|first=D.|tiêu đề=Hydrogen in the Universe|url=http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/971113i.html|nhà xuất bản=[[NASA]]|ngày=ngày 13
Trên Trái Đất, các nguyên tử hydro bị cô lập là rất hiếm. Thay vào đó, hydro có xu hướng kết hợp với các nguyên tử trong có mặt trong các hợp chất, hoặc với chính nó để tạo thành khí
Việc phát triển một lý thuyết để hiểu rõ tính chất của nguyên tử hydro khá quan trọng trong [[lịch sử cơ học lượng tử]].
Dòng 33:
== Ion hydro ==
Hydro tìm thấy trong điều kiện bình thường (nhiệt độ và áp suất phòng) luôn luôn đi kèm theo với electron của nó, do ion hydro rất dễ bị phản ứng. Khi ion hydro viết là "H<sup>+</sup>" như trong sự sonvat hóa của các axit như [[axit clohydric]], [[
Ion hydro không có electron, hoặc các proton tự do có phổ biến trong [[môi trường liên sao]], và trong [[Gió Mặt Trời|gió mặt trời]].
Dòng 54:
<math>L =n\hbar</math> với <math>n = 1,2,3,...</math>
với <math>\hbar</math> là [[Hằng số Planck|hằng số Plank]] trên <math>2 \pi</math>. Ông ấy cũng nghĩ rằng, [[lực hướng tâm]] giữ electron nằm trong quỹ đạo của mình, được phân phát bởi [[Lực tĩnh điện|lực Coulomb]], và năng lượng đó được bảo tồn. Bohr suy ra được năng lượng của mỗi quỹ đạo của nguyên tử hydro là:<ref>{{Chú thích web|url=http://alpha.chem.umb.edu/chemistry/ch115/ca rter/files/103more/BohrEquations.pdf|tiêu đề=Derivation of Bohr’s Equations for the One-electron Atom|website=|nhà xuất bản=University of Massachusetts Boston|last=|first=}}{{Liên kết hỏng|date =
:: <math>E_n = - \frac{ m_e e^4}{2 (4 \pi \epsilon_0)^2 \hbar^2 } \frac{1}{n^2} </math>,
với <math>m_e</math> là [[Khối lượng electron|khối lượng nghỉ electron]], <math>e</math> là [[điện tích cơ bản]], <math>\epsilon_0</math> là [[Độ từ thẩm|độ từ thấm]], và <math>n</math> là [[số lượng tử]] (bây giờ được biết đến như là [[số lượng tử chính]]). Dự đoán của Bohr phù hợp với những thí nghiệm đo [[Dãy quang phổ Hydro|chuỗi quang phổ của Hydro]] trước đó, tạo thêm cơ sở vững chắc về một lí thuyết sử dụng các giá trị lượng tử.
Dòng 96:
:: <math> a_0 </math> là [[bán kính Bohr]],
:: <math> L_{n-\ell-1}^{2\ell+1}(\rho) </math> là một [[Đa thức Laguerre|đa thức Laguerre tổng quát]] của độ {{Nowrap|''n'' − ''ℓ'' − 1}}, và
:: <math> Y_{\ell}^{m}(\vartheta, \varphi) \,</math> là một [[hàm điều hòa cầu]] của độ ''ℓ'' và hạng ''m''. Lưu ý rằng đa thức Laguerre tổng quát được định những nghĩa khác nhau tùy theo tác giả. Sử dụng ở đây phù hợp với định nghĩa được sử dụng bởi Messiah,<ref>{{
Các số lượng tử có thể có giá trị như sau:
::<math> n=1,2,3,\ldots </math>
Dòng 112:
::<math> \phi(p, \vartheta_p, \varphi_p) = (2\pi\hbar)^{-3/2} \int e^{-i \vec{p} \cdot \vec{r} / \hbar} \psi(r,\vartheta,\varphi) dV, </math>
cho các trạng thái ràng buộc, cho ra kết quả <ref>{{
::<math> \phi(p, \vartheta_p, \varphi_p) = \sqrt{\frac{2}{\pi} \frac{(n-l-1)!}{(n+l)!}} n^2 2^{2l+2} l! \frac{n^l p^l}{(n^2 p^2 + 1)^{l+2}} C_{n-l-1}^{l+1}\left(\frac{n^2 p^2 - 1}{n^2 p^2 + 1}\right) Y_l^m({\vartheta_p, \varphi_p}), </math>
Dòng 136:
==== Khái lược toán học của các trạng thái lượng tử của nguyên tử hydro ====
Năm 1928, [[Paul Dirac]] tìm thấy [[Phương trình Dirac|một phương trình]] hoàn toàn tương thích với [[thuyết tương đối hẹp]], và (như một hệ quả) đã làm hàm sóng thành một "[[spinor Dirac]]" 4 phần bao gồm phần spin "lên" và "xuống", với spin dương và âm, (hay là vật chất và [[phản vật chất]]). Cách [[giải phương trình]] này cho các kết quả chính xác hơn phép giải Schrödinger.
===== Mức năng lượng =====
Mức năng lượng của hydro, bao gồm cả [[cấu trúc tinh tế]] (ngoại trừ [[hiệu ứng Lamb]] và [[cấu trúc siêu tinh tế]]), được đưa ra bởi các biểu thức hằng số cấu trúc tinh tế:<ref name="Sommerfeld">{{
::<math>\begin{array}{rl} E_{j\,n} & = -m_\text{e}c^2\left[1-\left(1+\left[\dfrac{\alpha}{n-j-\frac{1}{2}+\sqrt{\left(j+\frac{1}{2}\right)^2-\alpha^2}}\right]^2\right)^{-1/2}\right] \\ & \approx -\dfrac{m_\text{e}c^2\alpha^2}{2n^2} \left[1 + \dfrac{\alpha^2}{n^2}\left(\dfrac{n}{j+\frac{1}{2}} - \dfrac{3}{4} \right) \right], \end{array}</math>
Dòng 152:
Đường thẳng đen xảy ra trong mỗi orbital, nhưng orbital đầu tiên: đây là những giao điểm của hàm sóng, tức là nơi mà có biên độ xác suất bằng không. (Chính xác hơn là, các giao điểm là các hàm điều hòa cầu xuất hiện như là một kết quả của việc giải [[phương trình Schrödinger]] ở tọa độ cực.)
Các [[số lượng tử]] xác định cách bố trí của những giao điểm.<ref>[http://www.physics.byu.edu/faculty/durfee/courses/Summer2009/physics222/AtomicQuantumNumbers.pdf Summary of atomic quantum numbers] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20150922013006/http://www.physics.byu.edu/faculty/durfee/courses/Summer2009/physics222/AtomicQuantumNumbers.pdf |date =
* <math>n-1</math> các giao điểm tổng,
* <math>l</math> là các giao điểm góc:
Dòng 168:
== Những lí thuyết khác cho lí thuyết Schrödinger ==
Trong ngôn ngữ của cơ học ma trận Heisenberg, các nguyên tử hydro đã được giải quyết đầu tiên bởi [[Wolfgang Ernst Pauli|Wolfgang Pauli]]
toàn bộ phổ và tất cả các pha chuyển được nhúng trong một đại diện nhóm bất khả giảm duy nhất.<ref name="pauli_1926"/>
Dòng 180:
* [[Dãy Balmer]]
* [[Nguyên tử heli]]
* [[Nguyên tử
* [[Ion phân tử hydro]]
{{col-break}}
Dòng 192:
== Tham khảo ==
{{
== Sách ==
* [[David Jeffery Griffiths]] (2005). ("Introduction to Quantum Mechanics"), Nhà xuất bản Pearson [[Prentice Hall]], Chương 4.2 đặc biệt nói về nguyên tử hydro, nhưng toàn bộ chương 4 đều có liên quan tới. Có sẵn tại [https://books.google.com/books?id=z4fwAAAAMAAJ&q=isbn:0131118927&dq=isbn:0131118927&hl=vi&sa=X&redir_esc=y Google Books].
* [[Hagen Kleinert|Kleinert, H.]] (2009). (''Path Integrals in Quantum Mechanics, Statistics, Polymer Physics)'', bản thứ 4, [http://www.worldscibooks.com/physics/7305.html Worldscibooks.com] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090424041920/http://www.worldscibooks.com/physics/7305.html |date =
== Liên kết ngoài ==
* [http://scienceworld.wolfram.com/physics/HydrogenAtom.html Vật lí của nguyên tử hydro tại Scienceworld (tiếng Anh)]
* [http://www.falstad.com/qmatom/ Tiểu dụng cho phép xem tất cả các loại quỹ đạo kiểu hydro (tiếng Anh)]
* [http://www.physics.drexel.edu/~tim/open/hydrofin Cơ học lượng tử của nguyên tử Hydro (tiếng Anh)] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20100619203300/http://www.physics.drexel.edu/~tim/open/hydrofin/ |date=2010-06-19 }}
[[Thể loại:Nguyên tử]]
| |||