szerkezete az atom

Atom (a görög Atomos - oszthatatlan) - egymagos oszthatatlan kémiailag részecske kémiai elem, a hordozó tulajdonságait az anyag. Anyagok áll atomok. Atom maga áll egy pozitív töltésű atommag és negatív töltésű elektron felhő. Általában atom elektromosan semleges. Méret atom teljesen határozza meg a mérete a elektron felhő mivel a rendszermag mérete elhanyagolhatóan kicsi méretéhez képest az elektron felhő. Z nucleus áll pozitív töltésű protonok (proton töltés megegyezik +1 tetszőleges egységekben) és N neutronok, amelyek nem hordoznak töltést (protonok és neutronok nevezett nukleonokból). Így a nukleáris töltés határozza csak a protonok száma, és egyenlő a sorszáma az elem a periódusos rendszerben. A pozitív töltés kompenzálja nucleus negatív töltésű elektronok (elektron töltése -1 tetszőleges egység), hogy alkotnak egy elektron felhő. Az elektronok száma egyenlő a protonok száma. Súlyok a protonok és neutronok (rendre 1 és 1 amu). atomtömeg által meghatározott tömege a mag, mert az elektron tömege körülbelül 1850-szor kisebb, mint az a tömeg egy proton és egy neutron és a számítások ritkán veszik figyelembe. A neutronok száma megtalálható a különbség a tömege az atom és a protonok száma (N = A-Z). Típusa atomjai egy kémiai elem egy magot, amely egy szigorúan meghatározott számú protonok (Z) és neutronok (N) nevezzük nuklid.

töltés (önkényes egységek)

Mivel a atommag koncentrálódik majdnem az egész tömeg, de a mérete elhanyagolható képest a teljes mennyiség az atom, a mag anyaga hagyományosan feltételezzük stacionárius pont a közepén az atom, és az atom tekintik elektron-rendszerrel. Ha a kémiai reakciót nem befolyásolja az atommag (kivéve a nukleáris reakciók) belső elektrondonorként szintek és magában csak a külső elektron héj elektronok. Emiatt szükséges, hogy ismerjük a tulajdonságait az elektron és a szabályok kialakulását az elektron pályák atomok.

Mielőtt tanulmányozza az elektronikus tulajdonságait és szabályok kialakulásának elektron szinten, meg kell foglalkozni a történelem, a formáció a gondolatok a szerkezet az atom. Mi nem fedezi a teljes történetét a kialakulását atomi szerkezetét, és középpontjában csak a legsürgősebb és a legtöbb „igazi” reprezentációk, amelyek a legvilágosabban mutatják, hogy az elektronok vannak elrendezve az atom. Először a rendelkezésre álló atomok, mint alapvető alkotóanyag feltételezte görög filozófia. Ezt követően, a történelem atomi szerkezete telt egy bonyolult pálya és a különböző ötletek, mint például a oszthatatlan az atom, a Thomson atom modell, és mások. A legközelebb atom modell volt által javasolt Ernest Rutherford 1911-ben. Ő atom képest a Naprendszerben, ahol a napenergia járt el, mint a mag atom, és az elektronok mozognak, mint a bolygók körül. elektron elhelyezése stacionárius pályára egy nagyon fontos lépés struktúrájának megértése az atom. Azonban egy ilyen bolygó modell atomszerkezetre ellentmondott a klasszikus mechanika. Az a tény, hogy a mozgás az elektron pályája volt, hogy elveszíti a potenciális energia, és végül „esik” a sejtmagba, és az atom meg kell szüntetni. Ez a paradoxon kiesett bevezetése által a posztulátumai Niels Bohr. Ezek szerint a posztulátumai elektron mozog körül kering egy álló mag, és nem szívódik fel, és a kibocsátott energia normál körülmények között. Posztulátumok azt mutatják, hogy a klasszikus mechanika törvényei nem alkalmasak leíró atom. Egy ilyen modell az úgynevezett atom modell Bohr-Rutherford. Folytatása a bolygómű felépítése az atom egy kvantummechanikai atom modell, amely szerint figyelembe vesszük egy elektron.

Egy elektron egy kvázi-részecske, amely bemutatja a hullám-részecske kettősség. Ő egyszerre egy részecske (molekula) és a hullám. A tulajdonságok közé tartozik részecske elektron tömege és annak ellenében, és a hullám tulajdonságokat - a képesség, hogy diffrakciós és interferencia. Közötti kommunikáció a hullám és a részecske tulajdonságait elektronok tükröződik a de Broglie egyenletet:

Az elektron nem tudja kiszámítani a pályáját, akkor lehet beszélni csak a valószínűsége, hogy az elektron az adott helyen a mag körül. Emiatt nem beszélhetünk kering az elektron mozgás az atommag körül, de a pályák - a tér az atommag körül, amelyben a valószínűsége, hogy az elektron nagyobb, mint 95%. pontosan ugyanabban az időben lehetetlen egy elektron mérésére helyzetét és sebességét (Heisenberg bizonytalansági elve).

ahol Δ x - koordinátája elektron bizonytalanság, Δ v -pogreshnost sebességmérési h = h / 2π = 1,05 · 10 -34 J · s
Minél pontosabban tudjuk mérni az elektron koordinálja, annál nagyobb a hiba a mérés a sebesség, és fordítva: minél pontosabban ismerjük a sebesség az elektron, annál nagyobb a bizonytalanság a koordináta.
A jelenléte a hullám tulajdonságai az elektron lehetővé teszi alkalmazni a Schrödinger hullám egyenlet.

ahol E - teljes energia az elektron, a V potenciális energiája az elektron, a fizikai értelmében a funkció Ψ - négyzetgyöke a valószínűsége, hogy az elektron térbeli koordináta x. Y és Z (a mag tartják a származás).
A következő egyenlet szemlélteti írt az egy-elektron rendszert. Azoknál a rendszereknél, amelyek egynél több elektron leírására elv ugyanaz marad, de az egyenlet bonyolultabbá válik. Grafikus oldatot a Schrödinger egyenlet geometriájától atomi pályák. Mivel az S-orbitális egy gömb, p-orbitális - nyolc alakú „csomópont” a származási (a mag), ahol a valószínűsége, hogy egy elektron nullához.

A korszerű, kvantummechanikai elmélete elektron által leírt egy sor kvantum számok: n. l. ml. s és ms. Szerint a Pauli-elv, hogy egyetlen atom nem lehet két elektront teljesen azonos sor kvantum számokat.
A főkvantumszám n meghatározza az energia szintjét az elektron, azaz, hogy milyen szinten van az elektronikus elektron. A főkvantumszám hozhat csak egész értékek 0-nál nagyobb: n = 1; 2; 3. A maximális értéke n egy adott atomja számának felel meg az az időszak, amelyben az elem található, a periódusos Mendeleev.
Orbital (opcionális) quantum szám l határozza meg a geometria a elektron felhő. Meg lehet venni egész értékek 0 és n-1. Értékek esetén a kiegészítő kvantumszám l betű elnevezés:

típusú pályák különböző energia szintet (a különböző n)

Az elektronok pályák és a szintek nem kerülnek véletlenszerűen, hanem Klechkovskii szabályt. miáltal elektronok töltési szerint történik elve minimális energia, vagyis a növekvő sorrendjében a tőkeösszeg és orbitális kvantumszámok n + l. Abban az esetben, amikor a töltési mennyiség a két változatai azonos, eredetileg töltve a legalacsonyabb energiájú (például, ha n = 3, és L = 2, és n = 4, és L = 1 kezdetben tele lesz 3. szint). A mágneses kvantumszám ml meghatározza orbitális helyét a térben, és vehet egy egész értéket a -l és + l, beleértve 0 és s-pályák esetleg csak egy értéket ml = 0. A p-pályák a három érték -1, 0 és +1, azaz p-orbitális lehet mentén elhelyezett három tengely x, y és z.

a helyét a pályák, attól függően, hogy az értéke ml

Elektronikus saját perdület - centrifugálás kvantumszámmal jelöljük s. elektron spin - állandó, és egyenlő a 1/2. vissza a jelenség hagyományosan képviselteti magát a mozgást a saját tengelye körül. Kezdetben a elektron spin egyenlővé a mozgás a Föld a tengelye körül, de ez az összehasonlítás rossz. Spin - tisztán kvantummechanikai jelenség, amely nem analógok a klasszikus mechanika.