Структура атома. Квантно-механички модел атома

Следећи чланак описује атоми њену структуру: како је откривено, како се теорија развијала у главама и током експеримената, мислилаца и научника. Квантно-механички модел атома као најмодернији данас у потпуности описује своје понашање и честице које чине композицију. О њој и њеним карактеристикама прочитајте испод.

Концепт атома

Хемијски недељиви минимумХемијски елемент са скупом карактеристика који су карактеристични за њега је атом. Укључује електроне и језгро, који заузврат садржи позитивно напуњене протоне и неискључене неутроне. Ако садржи исти број протона и електрона, онда ће сам атом бити електрично неутралан. Иначе, он има наплату: позитиван или негативан. Онда се атом назива јон. На тај начин се врши њихова класификација: хемијски елемент се одређује бројем протона и његовим изотопом помоћу неутрона. Повезујући се једни на друге на основу интератомских веза, атоми формирају молекуле.

Мало историје

По први пут, древни индијски иАнтички грчки филозофи. И током КСВИИ и КСВИИИ века, хемичари су потврдили идеју експериментално доказано да неке супстанце је немогуће разбити у своје саставне елементе од хемијских експеримената. Међутим, од краја КСИКС до почетка КСКС века, физичари открио субатомске честице, тако да је постало јасно да је атом није био недељива. 1860, хемичари формулисане концепата атоме и молекуле у којима је атом је била најмања честица елемента који је био део обе једноставних и комплексних једињења.

Модели структуре атома

1. Комади материје. Демокрит је веровао да се особине супстанци могу одредити према маси, облику и другим параметрима који карактеришу атоме. На пример, ватра има оштре атоме, због чега има могућност сагоревања; Чврсте супстанце садрже грубе честице, тако да су врло чврсто спојене једни са другима; у води су глатки, тако да има могућност протока. Према Демокриту, чак и људска душа се састоји од атома.
2. Тхомсонов модел. Научник је посматрао атом као позитивно наелектрисано тело, унутар које постоје електрони. Ови модели су одбацили Ратерфорд, спровели своје познато искуство.
3. Рани планетарни модели Нагаока. У раном двадесетом веку, Хантаро Нагаока је предложио модел атомског језгра сличан планети Сатурн. У њима, око мале језгре, позитивно напуњене, електрона у прстену ротирају. Ове верзије, као и претходне, показале су се погрешним.
4. Планетарни модели Бохр-Рутхерфорда. Након неколико експеримената, Ернест Рутхерфорд је предложио да је атом сличан планетарном систему. У њему, електрони се крећу у орбите око језгра, који се наплаћује позитивно и налази се у центру. Али класична електродинамика је то противрила, јер према њему, електрон, кретање, зрачење електромагнетних таласа и стога губи енергију. Бохр је увео специјалне постулате на којима електроне нису емитовале енергију док су биле у неким специфичним стањима. Испоставило се да класична механика није била у стању описати ове моделе структуре атома. Ово је касније довело до појаве квантне механике, што омогућава да се објасни и овај феномен и многи други.

Квантно-механички модел атома

Овај модел је развој претходног. Квантно-механички модел атома сугерише да они немају набој неутрона и позитивно наелектрисани протони у атомском језгру. Окружена је негативно наелектрисаних електрона. Али на квантне механике, електрони не може да се креће у одређеном унапред одређеним траекторииам.Так, 1927. В. изразио Хеисенберг неизвесности принцип, по којем прецизно одређивање је немогуће координате честице и његове брзине и замаха.

Хемијске особине електрона одређују њиховасхелл. У периодној табели, атоми су распоређени према електричним набојима језгара (говоримо о броју протона), док неутрони не утичу на хемијске особине. Квантно-механички модел атома доказао је да је његова главна маса у језгру, док фракција електрона остаје безначајна. Измерен је у атомским јединицама масе, што је једнако 1/12 масе атома угљеника изотопа Ц12.

Ваве функција и орбитал

Према принципу Б. Гејзентберг, с апсолутном сигурношћу не можемо рећи да је електрон који има одређену брзину на одређеном месту у свемиру. Да би описали особине електрона, користите таласну функцију пси-а.

Вероватноћа детектовања честице у одређеномвреме је директно пропорционално квадрату свог модула, који се израчунава за одређено време. Пси на квадрату назива се густина вероватноће, која карактерише електроне око језгра у облику електронског облака. Што је већа, вероватноћа електрона у одређеном атомском простору ће бити већа.

За боље разумевање, може се замислитипостављене фотографије једна на другу, где су положаји електрона фиксирани у различито вријеме. На месту где ће тачке бити веће, а облак ће постати најгушћи, а вероватноћа проналаска електрона је највиша.

Израчунато је, на пример, да квантно-механички модел атома водоника укључује највећу густоћу електронског облака који се налази на растојању од 0,053 нанометара из језгра.

Орбит класичне механике замењен је саквантни електронски облак. Функција таласа пси електрона овде се назива орбиталом, који карактерише облик и енергија електронског облака у простору. С обзиром на атом, мислимо на простор око језгра, у којем је највероватније проналажење електрона.

Немогуће је могуће?

Као и цела теорија, квантно-механички моделструктура атома направила је истински револуцију у научном свету и међу становницима. На крају крајева, и до данас је тешко замислити да иста честица у исто време не може бити истовремено на једном месту, већ у различитим местима! Да би се заштитили утврђени обрасци, речено је да у микрокосмосу постоје догађаји који су незамисливи и нису у макрокосмосу. Али да ли је стварно тако? Или су људи уплашени да признају могућност да је "капљица попут океана и океан је пад"?