Квантово-механічний опис будови електронних оболонок атомів

У 20-х роках ХХ століття завдяки роботам вчених де Бройля,Шредінгера, Гейзенберга та інших вчених були розроблені основи хвильової теорії про двоїсту корпускулярно-хвильову природу світлового випромінювання. Як зазначалось, А. Ейнштейн довів, що випромінювання є потоком неподільних матеріальних "частинок" (фотонів), енергія яких визначається рівнянням Планка.

З рівняння Планка (Е = h×n) і Ейнштейна (Е = m×c²) випливає, що h×n = m×c², враховуючи, що і швидкість руху фотона v дорівнює швидкості світла с, дістанемо основне рівняння хвильової механіки – рівняння де Бройля:

З цього рівняння випливає, що частинці з масою m, яка рухається із швидкістю v, відповідає хвиля з довжиною l. Це рівняння можна використати для характеристики руху не лише фотона, а й інших матеріальних мікрочастинок: електрона, нейтрона, протона.

Таким чином, у законах руху електрона виявляється єдність двох якісно відмінних форм існування матерії: речовини і поля (дуалізм руху електрона).

Отже, с точки зору хвильової теорії електрон одночасно є і частинкою, і хвилею. У 1925 р. В. Гейзенберг запропонував принцип невизначеності, згідно з яким не можна одночасно встановити точне місце перебування електрона у просторі і його швидкість, або імпульс. Нове уявлення про електрон примусило відмовитись від прийнятої раніше моделі атома, в якій електрон рухається по певних колових орбіталях. Електрон може перебувати у будь-якій частині простору, який оточує ядро атома, однак ймовірність його перебування в тій чи іншій його частині неоднакова.

Як модель стану електрона в атомі у квантовій (хвильової) механіці прийнято уявлення про електронну хмару, густина відповідних ділянок якої пропорційна ймовірності перебування там електрона. Електрон ніби "розмазаний" навколо ядра по сфері, віддаленій від ядра на певну відстань.

Простір навколо ядра, в якому найімовірніше перебування електрона, називається орбіталлю.

Отже, замість борівських орбіталей, ядро атома оточене електронними хмарами. Основні характеристики, які визначають рух електрона навколо ядра, - це його енергія і просторові особливості відповідної йому орбіталі.

Стан електронів в атомі описується за допомогою чотирьох квантових чисел: головного (визначає енергетичний рівень, на якому знаходиться електрон), орбітальне (визначає форму електронної орбіталі), магнітне (визначає орієнтацію електронної орбіталі у просторі), спінове (характеризує власний рух електрона навколо своєї осі).

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Короткі дані про будову атома	\|	Молекулярний рівень будови речовини

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.