Štruktúra atómu. Kvantovo-mechanický model atómu

Nasledujúci článok opisuje štruktúru atómu a ako sa otvorili ako teória vyvinuté v ich mysliach a vykonávanie experimentov vedca a mysliteľa. Kvantovo-mechanický model atómu ako najpokročilejšie zďaleka plne opisuje jeho správanie, a častice, ktoré tvoria. O nej a jej funkcií, viď nižšie.

pojem atómu

Chemicky najnižšiu neoddeliteľnou súčasťou z chemického prvku so súborom vlastností typických pre to je atóm. Obsahuje elektróny a jadro, ktoré zase obsahuje kladne nabité protóny a neutróny sú bez náboja. Ak obsahuje rovnaký počet protónov a elektrónov, atóm sám je elektricky neutrálny. V opačnom prípade, že má náboj: pozitívny alebo negatívny. Potom sa atóm sa nazýva ión. Preto je ich triedenie sa vykonáva: chemický prvok určený počtom protónov, a jeho izotop - neutróny. Komunikácia medzi sebou na základe meziatomových väzieb, atómy tvoria molekuly.

trocha histórie

Prvýkrát hovoril o atómoch prastarej indickej a gréckych filozofov. A počas sedemnásteho a osemnásteho storočia, chemici potvrdili myšlienku experimentálne dokázané, že niektoré látky, to je nemožné rozdeliť na svoje základné zložky podľa chemických experimentov. Avšak, od konca devätnásteho až do začiatku dvadsiateho storočia, fyzici objavili subatomárnej častice, takže bolo jasné, že atóm nebol nedeliteľná. V roku 1860, chemici formulované koncepty atómy a molekuly, kde je atóm bol najmenšie častice prvku, ktorá bola súčasťou jednoduchých i komplexných zlúčenín.

atómová štruktúra modelu

1. Kúsky hmoty. Demokrita veril, že vlastnosti týchto látok môže byť určená hmotnosť, tvar a ďalšie parametre, ktoré charakterizujú atómy. Napríklad oheň má ostré atómy, z ktorých, pretože má schopnosť spaľovať; Pevné látky obsahujú hrubé častice, a tým do seba navzájom zapadajú, je veľmi silný; vo vode, ktoré sú hladké, takže je umožnené prúdiť. Podľa Democritus, aj ľudská duša sa skladá z atómov.
2. Thomsonová modelu. Vedecký atóm považovaný za kladne nabitú telo, vnútri ktorého sú elektróny. Tieto modely sú upierané Rutherford prežil slávny zážitok.
3. Early planetárny modelu Nagaoka. Na začiatku dvadsiateho storočia Hantaro Nagaoka navrhoval model atómového jadra, rovnako ako planéty Saturn. V nich okolo malého jadra, nabité pozitívne, elektróny sú kombinované vo zvlákňovacej kruhu. Tieto verzie sú rovnaké ako tie predchádzajúce, to bolo zlé.
4. Planetárny model Bohr-Rutherford. Po niekoľkých pokusoch Ernest Rutherford navrhol, že atóm je podobný planetárneho systému. To elektróny sa pohybujú v dráhach okolo jadra, ktorý je kladne nabitý a uložené v strede. Ale na rozdiel od klasickej elektrodynamiky nej, pretože v nej elektrón, pohybujúce sa, vysiela elektromagnetické vlny, a preto stráca energiu. Boron predstavil špeciálny postuláty, na ktorom elektróny nevyžarujú energiu, aj keď je v niektorých špecifických podmienkach. Ukázalo sa, že klasická mechanika bola schopná popísať model atómovej štruktúry. To ďalej viedlo k vzniku kvantovej mechaniky nám umožňuje vysvetliť, ako tento jav, a mnoho ďalších.

Kvantovo-mechanický model atómu

Tento model je evolúciou predchádzajúceho. Kvantovo-mechanický model atómu naznačuje, že nie sú, ktorý má náboj neutrónov a kladne nabité protóny v atómovom jadre. Je obklopená záporne nabitých elektrónov. Ale na základe kvantovej mechaniky, elektróny nemôžu pohybovať v určitom vopred stanovenom traektoriyam.Tak, v roku 1927, V. vyjadril Heisenbergov princíp neurčitosti, ktorú presné určenie je nemožné Súradnice častice a jej rýchlosti alebo hybnosti.

Chemické vlastnosti určované ich elektrónového obalu. Pri periodickej tabuľky atómy sú usporiadané podľa elektrických nábojov jadier (s odkazom na množstvo protónov), neutróny a tak nemajú vplyv na chemické vlastnosti. Kvantovo-mechanický model atómu dokázal, že jeho hlavné hmotnosť je na jadre a elektróny podielu, však zostáva na nízkej úrovni. Meria sa v atómových hmotnostných jednotiek, ktorá sa rovná 1/12 hmotnosti atómu izotopu uhlíka C12.

vlnová funkcia a orbitálne

V súlade s princípom V. Geyzentberga, nemôžeme povedať s úplnou istotou, že elektrón, ktorý má určitú rýchlosť, sa nachádza v určitom bode v priestore. Aby bolo možné popísať vlastnosti elektrónu, pomocou funkcie vlnovej psi.

Pravdepodobnosť nájdenia častice v danú dobu, je priamo úmerná druhej mocnine jeho absolútnej hodnoty, ktorá je vypočítaná pre určitú dobu. Psy štvorčekový tzv hustoty pravdepodobnosti, ktorá charakterizuje elektróny okolo jadra vo forme elektrónového oblaku. Než sa bude viac, bude pravdepodobnosť vyššia ako elektrónu v určitom priestore atómu.

Pre lepšie pochopenie, môžete odoslať fotky navrstvené na seba, kde pozície elektrónu zaznamenané v rôznych časoch. V mieste, kde bude viac bodov a mrak bude najhustejšia, a najvyššiu pravdepodobnosť nájdenia elektrónu.

Vypočítané napríklad, že kvantovo mechanický model atómu vodíka obsahuje najvyššiu hustotu elektrónového oblaku vo vzdialenosti 0,053 nm od jadra.

Orbita klasickej mechaniky nahradil v kvantovej elektrónového oblaku. Elektrónová vlnová funkcia psi sa nazýva orbital, ktorý je charakterizovaný tým, tvaru a energia elektrónového oblaku v priestore. S odkazom na atóme označuje priestor okolo jadra, v ktorom elektrón je s najväčšou pravdepodobnosťou k nájdeniu.

Nemožné - je to možné?

Rovnako ako všetky teórie, kvantovo mechanický model atómovej štruktúry je skutočne urobil revolúciu vo vedeckom svete, a medzi obyvateľmi. V skutočnosti, až do dnešného dňa je ťažké si predstaviť, že rovnaká častice zároveň môže byť súčasne v jednom a na rôznych miestach! Chrániť dobre zavedené spôsoby života povedať, že v dôjde k mikro udalosti, ktoré sú nemožné a nie sú tí v makrokozmu. Ale je to naozaj? Alebo ľudia sú jednoducho bojí pripustiť aj možnosť, že "pokles je ako oceán a oceán - kvapka"?