Strukturen av atom. Den kvantemekanisk atommodell

Den følgende artikkelen beskriver strukturen av atom og hvordan det åpnet som en teori utviklet i deres sinn og i å gjennomføre eksperimenter forskere og tenkere. Den kvantemekanisk atommodell som den mest avanserte langt den mest fullt ut beskriver dens oppførsel, og partiklene som utgjør. Om det og dets funksjoner, se nedenfor.

Begrepet atomet

Kjemisk laveste udelelig del av et kjemisk element med et sett av egenskaper som er typiske for det er atomet. Det omfatter elektroner og kjernen, som i sin tur inneholder en positivt ladet protoner og nøytroner er uladet. Hvis den inneholder det samme antall protoner og elektroner, atomet i seg selv er elektrisk nøytralt. Ellers har han en kostnad: positiv eller negativ. Deretter atomet kalles et ion. Således deres klassifisering utføres: kjemisk element bestemmes av antall protoner, og dens isotop - nøytroner. Står i forbindelse med hverandre på basis av de interatomiske bindinger, atomer danner molekylet.

Litt historie

For første gang snakket om atomer gamle indiske og greske filosofer. Og i løpet av det syttende og attende århundre, har kjemikere bekreftet ideen eksperimentelt bevist at enkelte stoffer er det umulig å bryte ned i sine bestanddeler av kjemiske eksperimenter. Men fra slutten av det nittende til begynnelsen av det tjuende århundre, fysikere oppdaget subatomære partikler, slik at det ble klart at atomet var ikke udelelig. I 1860, kjemikere formulert begreper atomer og molekyler, hvor atomet i var den minste partikkel av det element som var en del av både enkle og komplekse forbindelser.

atomstrukturen modellen

1. Biter av materie. Demokrit antatt at egenskapene for stoffene kan bli bestemt vekt, form og andre parametere som karakteriserer atomer. For eksempel har fire skarpe atomer, på grunn av disse har evnen til å forbrenne; faste stoffer inneholder grove partikler, og derved an mot hverandre er meget sterk; i vann, de er glatt, slik at det tillates å strømme. Ifølge Demokrits, er også den menneskelige sjelen består av atomer.
2. Thomsons modell. Vitenskapelig atom betraktes som en positivt ladet legeme, inne i hvilket det er elektroner. Disse modellene er nektet Rutherford tilbrakte sin berømte opplevelse.
3. Tidlig planet Nagaoka modell. I begynnelsen av det tyvende århundre Hantaro Nagaoka foreslått en modell for atomkjernen i likhet med planet Saturn. I dem rundt en liten kjernene, positivt ladet, elektroner forenes i den roterende ringen. Disse versjonene er de samme som de forrige, det var galt.
4. Planetary modell av Bohr-Rutherford. Etter flere forsøk Ernest Rutherford antydet at atomet er lik den planetsystemet. Det elektronene går i bane rundt kjernen, noe som er positivt ladet, og som er lagret i sentrum. Men i motsetning til Classical Electro det, fordi, i det, elektronet, bevegelse, avgir elektromagnetiske bølger, og mister derfor energi. Boron innført spesielle oppsetninger hvor elektronene ikke utstråle energi, mens den er i noen bestemte forhold. Det viste seg at klassisk mekanikk var ute av stand til å beskrive den modell av atomstrukturen. Dette videre førte til fremveksten av kvantemekanikken tillater oss å forklare hvordan dette fenomenet, og mange andre.

Den kvantemekanisk atommodell

Denne modellen er en videreutvikling av den forrige. Den kvantemekanisk atommodell tyder på at de ikke har en ladning av nøytroner og positivt ladet protoner i atomkjernen. Det er omgitt av negativt ladede elektronene. Men på det kvantemekanikk, kan elektroner ikke bevege seg i en viss forutbestemt traektoriyam.Tak, i 1927, V. uttrykt Heisenusikkerhetsprinsippet, ved hvilken nøyaktig bestemmelse er umulig koordinatene til partikkel og dens hastighet eller fart.

De kjemiske egenskapene bestemt av deres elektronskall. Ved periodiske tabellen atomene er ordnet i henhold til de elektriske ladninger i kjernene (som henviser til mengden av protoner), nøytroner og dermed ikke påvirker de kjemiske egenskaper. Den kvantemekanisk atommodell viste at hovedvekten faller på kjernen og elektroner dele forblir imidlertid lav. Den måles i atommasseenhet, som er lik 1/12 av massen til et karbonatom isotop C12.

Bølgefunksjonen og orbital

I henhold til prinsippet V. Geyzentberga, kan vi ikke si med absolutt sikkerhet at elektronet, som har en viss hastighet, er plassert i et bestemt punkt i rommet. For å beskrive egenskapene til elektronet, ved hjelp av bølgefunksjonen psi.

Sjansen for å finne en partikkel ved et gitt tidspunkt er direkte proporsjonal med kvadratet av dens absolutte verdi, som er beregnet for en bestemt tid. Psi i kvadrat som kalles sannsynlighetstettheten som karakteriserer elektroner rundt kjernen i form av en elektronskyen. Enn det vil være mer, vil sannsynligheten være høyere enn den elektron i en viss plass av atom.

For en bedre forståelse, kan du sende inn bilder oppå hverandre, hvor elektronet posisjon registreres på ulike tidspunkter. På det punktet hvor det vil være flere punkter og skyen vil være den mest tett, og den høyeste sannsynligheten for å finne elektronet.

Beregnet for eksempel at kvantemekanisk modell av et hydrogenatom inneholder den høyeste tettheten av elektronskyen i en avstand på 0053 nm fra kjernen.

Bane av klassisk mekanikk erstattet i quantum elektronskyen. Elektronbølgefunksjon psi kalles orbital, som er kjennetegnet ved formen og energien av elektronskyen på plass. Med henvisning til et atom refererer til rommet rundt kjernen i hvilket elektronet er mest sannsynlig å finne.

Det umulige - mulig?

Som all teori, er kvantemekanisk modell av atomstrukturen virkelig gjort en revolusjon i den vitenskapelige verden, og blant innbyggerne. Ja, i dag er det vanskelig å forestille seg at den samme partikkel samtidig kan være samtidig i ett og på forskjellige steder! For å beskytte de veletablerte leve si at i mikro oppstår hendelser som er umulig, og ikke er de i makrokosmos. Men er det egentlig? Eller mennesker er bare redd for å innrømme selv muligheten for at "en dråpe er som et hav og hav - drop"?