Die struktuur van die atoom. Die kwantum-meganiese model van die atoom

Die volgende artikel beskryf die struktuur van die atoom en hoe dit oopgemaak as 'n teorie ontwikkel in hul gedagtes en in die uitvoer van eksperimente wetenskaplikes en denkers. Die kwantum-meganiese model van die atoom as die mees gevorderde verreweg die meeste ten volle beskryf sy gedrag, en die deeltjies waaruit. Daaroor en sy funksies, sien hieronder.

Die konsep van die atoom

Chemies laagste onverdeelbare deel van 'n chemiese element met 'n stel van eienskappe wat tipies is van dit is die atoom. Dit sluit elektrone en die kern, wat op sy beurt bevat 'n positief gelaaide protone en neutrone is ongelaaide. As dit dieselfde aantal protone en elektrone bevat, die atoom self is elektries neutraal. Anders, het hy 'n klag: positief of negatief. Toe die atoom genoem 'n ioon. So hul klassifikasie word uitgevoer: bepaal deur die aantal protone chemiese element, en sy isotoop - neutrone. Kommunikeer met mekaar op die basis van die interatomiese bindings, atome vorm die molekule.

'N bietjie geskiedenis

Vir die eerste keer gepraat oor atome antieke Indiese en Griekse filosowe. En gedurende die sewentiende en agtiende eeu, het aptekers die idee eksperimenteel bewys dat sommige stowwe dit onmoontlik is om af te breek in hul samestellende elemente deur bevestig chemiese eksperimente. Maar uit die laat negentiende tot die vroeë twintigste eeu, fisici ontdek subatomiese deeltjies, sodat dit duidelik geword dat die atoom nie ondeelbaar. In 1860, chemici geformuleer konsepte atome en molekules, waarin die atoom was die kleinste deeltjie van die element wat deel was van beide eenvoudige en komplekse verbindings.

atoomstruktuur model

1. Stukkies materie. Demokrit geglo dat die eienskappe van die stowwe kan bepaal gewig, vorm en ander parameters wat atome kenmerk. Byvoorbeeld, vuur het skerp atome, as gevolg van wat die vermoë het om te brand; vastestowwe bevat growwe deeltjies en sodoende betrokke te raak met mekaar is baie sterk, in water, hulle is glad, so dit is toegelaat om te vloei. Volgens Democritus, is selfs die menslike siel bestaan uit atome.
2. Thomson se model. Wetenskaplike atoom beskou as 'n positief gelaaide liggaam, binne wat daar elektrone. Hierdie modelle is ontken Rutherford het sy beroemde ervaring.
3. Vroeë planeet Nagaoka model. In die vroeë twintigste eeu voorgestel Hantaro Nagaoka n model van die atoomkern, soos die planeet Saturnus. In hulle rondom 'n klein pitte, gehef positief, elektrone word gekombineer in die spin ring. Hierdie weergawes is dieselfde as die voriges, dit was verkeerd.
4. Planetêre model van Bohr-Rutherford. Na 'n paar eksperimente Ernest Rutherford het voorgestel dat die atoom is soortgelyk aan die sonnestelsel. Dit elektrone beweeg in wentelbane rondom die kern, wat positief gelaai en gestoor in die sentrum. Maar in teenstelling met klassieke elektrodinamika dit, want in dit, die elektron, beweeg, straal elektromagnetiese golwe en verloor dus energie. Boor bekendgestel spesiale postulate waarop die elektrone nie energie uitstraal, terwyl in sommige spesifieke omstandighede. Dit blyk dat die klassieke meganika was nie in staat om die model van atoomstruktuur te beskryf. Hierdie verdere gelei tot die opkoms van kwantummeganika stel ons in staat om te verduidelik hoe hierdie verskynsel, en vele ander.

Die kwantum-meganiese model van die atoom

Hierdie model is 'n evolusie van die vorige een. Die kwantum-meganiese model van die atoom dui daarop dat hulle nie 'n klag van neutrone en positief gelaaide protone in die atoomkern. Dit is omring deur negatief gelaaide elektrone. Maar op die kwantummeganika, kan elektrone beweeg nie in 'n sekere voorafbepaalde traektoriyam.Tak, in 1927, V. uitgespreek Heisenberg se onsekerheidsbeginsel, waardeur akkurate bepaling is onmoontlik koördinate van die deeltjie en sy snelheid of momentum.

Die chemiese eienskappe bepaal deur hul elektron skil. By periodieke tabel atome gerangskik volgens die elektriese ladings van die kerne (met verwysing na die bedrag van protone), dus neutrone het geen invloed op die chemiese eienskappe. Die kwantum-meganiese model van die atoom bewys dat sy belangrikste gewig val op die kern en elektrone deel, bly egter laag. Dit word gemeet in atoommassa eenhede, wat gelyk is aan 12/01 van die massa van 'n atoom koolstof isotoop C12 is.

Golffunksie en orbitale

Volgens die beginsel V. Geyzentberga, kan ons nie sê met absolute sekerheid dat die elektron, wat 'n sekere spoed het, is geleë in 'n bepaalde punt in die ruimte. Met die oog op die eienskappe van die elektron te beskryf, met behulp van die golffunksie psi.

Die waarskynlikheid van die vind van 'n deeltjie op 'n gegewe tyd is direk eweredig aan die kwadraat van sy absolute waarde wat bereken vir 'n spesifieke tyd. Psi kwadraat genoem waarskynlikheidsdigtheidsfunksie wat die elektrone rondom die kern in die vorm van 'n elektron wolk kenmerkend. As dit meer sal wees, sal die waarskynlikheid hoër as die elektron in 'n sekere ruimte van die atoom wees.

Vir 'n beter begrip kan jy foto's wat bo-op mekaar, waar die posisie van die elektron se aangeteken op verskillende tye in te dien. By die punt waar daar sal meer punte en die wolk sal die mees digte, en die hoogste waarskynlikheid van die vind van die elektron wees.

Bereken byvoorbeeld, dat die kwantum-meganiese model van 'n waterstofatoom sluit die hoogste digtheid van die elektronwolk op 'n afstand van 0053 nm vanaf die kern.

Die wentelbaan van die klassieke meganika vervang in kwantum elektronwolk. Electron golffunksie psi is orbitaal genoem, wat gekenmerk word deur die vorm en energie van die elektron wolk in die ruimte. Met verwysing na 'n atoom verwys na die ruimte om die kern waarin die elektron is die meeste geneig om te vind.

Die onmoontlike - moontlik?

Soos alle teorie, is kwantum-meganiese model van atoomstruktuur werklik het 'n rewolusie in die wetenskaplike wêreld, en onder die inwoners. Inderdaad, tot vandag toe is dit moeilik om te dink dat dieselfde deeltjie terselfdertyd gelyktydig in een en op verskillende plekke kan wees! Om die goed gevestigde maniere van lewe te beskerm sê dat in die mikro gebeure plaasvind wat onmoontlik is en nie dié in die makrokosmos. Maar is dit regtig? Of mense is net bang om selfs die moontlikheid dat " 'n druppel is soos 'n oseaan en die see - drop" erken?