原子の安定性とは何ですか?


ベストアンサー

ボーアの出発点は、古典力学だけでは原子の安定性を説明できないことを理解することでした。安定した原子は特定のサイズを持っているため、それを表す方程式には、基本定数または長さの次元を持つ定数の組み合わせが含まれている必要があります。古典的な基本定数、つまり電子と原子核の電荷と質量を組み合わせて長さを作ることはできません。しかし、ボーアは、ドイツの物理学者マックス・プランクによって定式化された量子定数が、電子の質量と電荷と組み合わされたときに長さの尺度を生成する次元を持っていることに気づきました。数値的には、測定値は既知の原子サイズに近いです。これにより、ボーアは原子の理論を探す際にプランク定数を使用するようになりました。

プランクは1900年に、加熱された物体から放出される光放射を説明する式でプランク定数を導入しました。古典的な理論によれば、同等です。すべての周波数で大量の光エネルギーを生成する必要があります。これは、観測に反するだけでなく、加熱された物体から放射される総エネルギーが無限大であるという不条理な結果を意味します。プランクは、エネルギーは離散的な量でのみ放出または吸収できると仮定しました、彼はクォンタ(ラテン語で「いくら」を意味する)と呼んだ。エネルギークォンタムは、新しい基本定数hによって光の周波数に関連付けられている。物体が加熱されると、特定の周波数範囲での放射エネルギーは、古典的な理論によれば、体の温度に比例します。しかし、プランクの仮説では、放射は量子量のエネルギーでのみ発生する可能性があります。放射エネルギーがエネルギーの量子よりも小さい場合、その周波数範囲の光の量は減少します。プランクの公式は、加熱された物体からの放射を正しく記述します。プランクの定数には、作用の次元があり、エネルギーの単位に時間を掛けたもの、運動量の単位に長さを掛けたもの、または角運動量の単位として表すことができます。たとえば、プランク定数はh = 6.6×10-34ジュール秒と書くことができます。

プランク定数を使用して、ボーアは水素原子のエネルギー準位の正確な式を取得しました。彼は、電子の角運動量が量子化されている、つまり、離散値しか持てないと仮定しました。彼は、そうでなければ電子が円軌道で原子核の周りを移動することによって古典力学の法則に従うと仮定しました。量子化のため、電子軌道のサイズとエネルギーは固定されています。軌道は、量子数nという整数でラベル付けされています。

答え

2つの方法で見ることができます。

(1)最も外側の場合シェルがいっぱいです。つまり、ヘリウムの場合は8個または2個の電子があります。原子がすでに原子核を受け取っている場合は、他の原子と反応しません。

(2)原子の核が小さい場合、つまり、プロトンとニュートロンの数が少ない場合、ビスマスである137の後、原子は非常に大きな核を持っているため不安定になります(したがって、核反応に関与します-核分裂と核分裂)

お役に立てば幸いです:))

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