L-istruttura tal-atomu. Il-mudell-kwantum mekkanika tal-atomu

L-artikolu li ġejja tiddeskrivi l-istruttura tal-atomu u kif fetħet bħala teorija żviluppata fl-imħuħ tagħhom u fit-twettiq esperimenti xjentisti u ħassieba. Il-mudell-kwantum mekkanika tal-atomu bħala l-aktar avvanzati bil-wisq l-tiddeskrivi aktar bis-sħiħ l-imġiba tagħha, u l-partiċelli li jiffurmaw. Dwar dan u l-karatteristiċi tiegħu, ara hawn taħt.

Il-kunċett ta 'l-atomu

Kimikament baxx parti indiviżibbli ta 'element kimiku ma' sett ta 'proprjetajiet tipiċi ta' dan huwa l-atomu. Dan jinkludi elettroni u l-nukleu, li mbagħad fih xi protoni b'positive charge u newtroni huma mhux imposti. Jekk ikun fih l-istess numru ta 'protoni u elettroni, l-atomu nnifisha hija newtrali elettrikament. Inkella, huwa għandu ħlas: pożittiv jew negattiv. Imbagħad il-atomu jissejjaħ jone. Għalhekk il-klassifikazzjoni tagħhom ikun imwettaq: element kimiku stabbilit bin-numru ta 'protoni, u iżotopi tagħha - newtroni. Jikkomunikaw ma 'xulxin fuq il-bażi tal-bonds interatomic, atomi jiffurmaw il-molekula.

Storja ftit

Għall-ewwel darba tkellem dwar atomi filosofi Indjan u Grieg antik. U matul is-sekli sbatax u tmintax, kimiċi kkonfermaw l-idea esperimentali ippruvat li xi sustanzi huwa impossibbli li jitqassmu elementi kostitwenti tagħhom mill -esperimenti kimiċi. Madankollu, mill-dsatax tard għall-sekli għoxrin kmieni, fiżiċi skoperti partiċelli subatomic, b'tali mod li kien jidher ċar li l-atomu ma kienx indiviżibbli. Fl-1860, kimiċi formulati kunċetti atomi u molekoli, li fih l-atomu kien l-iżgħar partiċelli ta 'l-element li kien parti taż-żewġ komposti sempliċi u kumplessi.

mudell l-istruttura atomika

1. Bits ta 'kwistjoni. Demokrit jemmnu li l-proprjetajiet tas-sustanzi jista 'jiġi determinat il-piż, forma u parametri oħra li jikkaratterizzaw atomi. Per eżempju, nar għandha atomi jaqtgħu, minħabba li għandu l-abbiltà biex jaħarqu; solidi tikkonsisti f'partiċelli mhux maħduma, u b'hekk jimpenjaw ruħhom ma 'xulxin hija qawwija ħafna; fl-ilma, huma lixxi, u għalhekk huwa permess għall-fluss. Skond Democritus, anke l-ruħ tal-bniedem huwa magħmul minn atomi.
2. mudell Thomson. atomu Xjentifiku jitqies bħala korp iċċarġjata posittivament, ġewwa li hemm elettroni. Dawn il-mudelli huma mċaħħda Rutherford jintefqu esperjenza famuż tiegħu.
3. Kmieni mudell Nagaoka planetarju. Fis-seklu għoxrin kmieni Hantaro Nagaoka propost mudell tal-nukleu atomiku, bħall-pjaneta Saturnu. Fihom madwar ftit qlub żgħar, iċċarġjata posittivament, elettroni huma magħquda fil-ċirku għażil. Dawn il-verżjonijiet huma l-istess bħal dawk ta 'qabel, kien żbaljat.
4. mudell planetarju ta Bohr-Rutherford. Wara diversi esperimenti Ernest Rutherford ssuġġeriet li l-atomu hija simili għas-sistema planetarja. Hija elettroni jimxu fil orbiti madwar id-nukleu, li hija imposta b'mod pożittiv u maħżuna fiċ-ċentru. Imma kuntrarjament għal electrodynamics klassiku dan, minħabba li, fiha, il-elettron, li jiċċaqalqu, jarmi raġġi elettromanjetiċi u għalhekk jitlef l-enerġija. Boron introdotti teħtieġ ir speċjali li dwarhom l-elettroni ma radiate enerġija, filwaqt li f'xi kundizzjonijiet speċifiċi. Irriżulta li mekkanika klassika ma setgħetx jiddeskrivu l-mudell ta 'struttura atomika. Din ulterjuri wassal għall-ħolqien tal-mekkanika kwantistika jippermetti li jispjegaw kif dan il-fenomenu, u ħafna oħrajn.

Il-mudell-kwantum mekkanika tal-atomu

Dan il-mudell hija evoluzzjoni ta 'qabel. Il-mudell-kwantum mekkanika tal-atomu tissuġġerixxi li dawn ma jkollhomx ħlas ta 'newtroni u b'positive charge protoni fil-nukleu atomiku. Huwa mdawra minn elettroni negattiv mitluba. Imma fuq il-mekkanika kwantistika, elettroni ma tistax tiċċaqlaq f'ċertu traektoriyam.Tak predeterminat, fl-1927, V. esprimew Heisenberg prinċipju inċertezza, li permezz tiegħu d-determinazzjoni eżatta hija impossibbli koordinati tal-partiċelli u l-veloċità jew momentum tagħha.

Il-proprjetajiet kimiċi determinat mill-qoxra elettron tagħhom. Fil atomi perjodiċi tabella huma rranġati skond il--elettriku imposti ta 'l-nuklei (li jirreferu għall-ammont ta' protoni), newtroni u b'hekk ma jaffettwawx il-proprjetajiet kimiċi. Il-mudell-kwantum mekkanika tal-atomu ppruvat li l-piż prinċipali tagħha taqa 'fuq l-nukleu u elettroni sehem, madankollu, għadu baxx. Huwa mkejjel f'unitajiet ta 'massa atomika, li huwa ugwali għal 1/12 tal-piż ta' atomu ta 'C12 sa iżotopu tal-karbonju.

funzjoni mewġ u orbitali

Skont il-prinċipju V. Geyzentberga, ma nistgħux ngħidu b'ċertezza assoluta li l-elettron, li għandha ċerta veloċità, tinsab fil-punt partikolari fl-ispazju. Sabiex tiddeskrivi l-proprjetajiet ta 'l-elettron, bl-użu psi funzjoni mewġa.

Il-probabbiltà ta 'konstatazzjoni partiċelli fi żmien partikolari hija direttament proporzjonali għall-kwadrat tad valur assolut tiegħu, li huwa kkalkulat għal żmien speċifiku. Psi kaxxi imsejħa densità tal-probabbiltà li tikkaratterizza l-elettroni madwar l-nukleu fil-forma ta 'sħaba elettron. Milli se jkun aktar, il-probabbiltà se tkun ogħla mill-elettroni f'ċertu spazju ta 'l-atomu.

Għal fehim aħjar, inti tista 'tissottometti ritratti superimposti fuq xulxin, meta l-pożizzjoni tal-elettron irreġistrati fi żminijiet differenti. Fil-punt fejn se jkun hemm aktar punti u l-sħaba se tkun l-aktar densi, u l-ogħla probabbiltà li tinstab is-elettron.

Ikkalkulat per eżempju, li l-mudell-kwantum mekkaniku ta atomu idroġenu jinkludi l-ogħla densità ta 'l-sħaba elettron f'distanza ta 0,053 nm mill-nukleu.

L-orbita tal-mekkanika klassika sostitwiti quantum sħaba elettron. Elettroni psi funzjoni mewġa tissejjaħ orbitali, li hija kkaratterizzata mill-forma u l-enerġija tal-sħaba elettron fl-ispazju. B'referenza għall atomu jirreferi għall-ispazju madwar l-nukleu li fiha l-elettron huwa aktar probabbli li ssib.

L-impossibbli - possibbli?

Bħal teorija kollox, mudell quantum mekkaniċi ta 'struttura atomika hija verament magħmula rivoluzzjoni fid-dinja xjentifika, u fost l-abitanti. Tabilħaqq, din il-ġurnata huwa diffiċli li wieħed jimmaġina li l-istess partiċelli fl-istess ħin jista 'jkun fl-istess ħin wieħed u f'postijiet differenti! Biex jipproteġi l-modi stabbiliti sew tal-ħajja jgħidu li fil iseħħu l-avvenimenti mikro li huma impossibbli u mhumiex dawk fil-macrocosm. Iżda huwa tassew? Jew nies huma biss jibżgħu li jammettu anki l-possibbiltà li "tnaqqis hija bħal oċean u l-oċean - qatra"?