Strukturen hos atomen. Kvantmekaniska modell av atomen

Följande artikel beskriver strukturen för atom och hur det öppnas som en teori som utvecklats i deras sinnen och genomföra experiment forskare och tänkare. Kvantmekaniska modell av atomen som det mest avancerade överlägset mest fullt beskriver dess uppförande, och partiklarna som utgör. Om den och dess funktioner, se nedan.

Begreppet atomen

Kemiskt lägsta odelbar del av ett kemiskt element med en uppsättning egenskaper som är typiska för det är atomen. Den innefattar elektroner och kärnan, som i sin tur innehåller en positivt laddad protoner och neutroner är oladdade. Om den innehåller samma antal protoner och elektroner, är atomen i sig elektriskt neutral. Annars har han en avgift: positiv eller negativ. Sedan atomen kallas en jon. deras klassificering utförs således: kemisk beståndsdel bestäms av antalet protoner, och dess isotop - neutroner. Kommunicerar med varandra på grundval av interatomär obligationer atomer molekylen.

En liten historia

För första gången talade om atomer gamla indiska och grekiska filosofer. Och under det sjuttonde och artonde århundradena har kemister bekräftade idén experimentellt visat att vissa ämnen är det omöjligt att bryta ner i sina beståndsdelar av kemiska experiment. Men från slutet av artonhundratalet till början av nittonhundratalet, fysiker upptäckte subatomära partiklar, så att det stod klart att atomen var inte odelbar. I 1860, kemister formulerade begrepp atomer och molekyler, varvid atomen var den minsta partikeln av elementet som var en del av både enkla och komplexa föreningar.

atomstrukturmodell

1. Bitar av materia. Demokrit tros att egenskaperna hos de ämnen som kan bestämmas vikt, form och andra parametrar som kännetecknar atomer. Till exempel, har brand skarpa atomer, på grund av vilket har förmågan att bränna; fasta ämnen innehåller grova partiklar, varigenom ingrepp med varandra är mycket stark; i vatten, de är släta, så det får flöda. Enligt Demokritos är även den mänskliga själen består av atomer.
2. modell Thomsons. Vetenskaplig atom betraktas som en positivt laddad kropp, inuti vilken det finns elektroner. Dessa modeller nekas Rutherford tillbringade sin berömda erfarenhet.
3. Tidig planet modell Nagaoka. I början av nittonhundratalet Hantaro Nagaoka föreslagit en modell av atomkärnan, som planeten Saturnus. I dem runt en liten kärnor, positivt laddade elektroner kombineras i spinnringen. Dessa versioner är desamma som de tidigare, det var fel.
4. Planet modell av Bohr-Rutherford. Efter flera experiment Ernest Rutherford föreslog att atomen är liknande planetsystemet. Det elektroner rör sig i banor runt kärnan, vilket är positivt laddad och lagras i centrum. Men i motsats till klassiska elektro det, eftersom det i det, elektronen, flytta avger elektromagnetiska vågor och förlorar därför energi. Boron infört särskilda postulat som elektronerna inte utstrålar energi, samtidigt som i vissa särskilda villkor. Det visade sig att den klassiska mekaniken var oförmögen att beskriva den modell för atomstruktur. Denna ytterligare lett till uppkomsten av kvantmekaniken tillåter oss att förklara hur detta fenomen, och många andra.

Kvantmekaniska modell av atomen

Denna modell är en vidareutveckling av den tidigare. Kvantmekaniska modell av atomen antyder att de inte har en laddning av neutroner och positivt laddade protoner i atomkärnan. Det är omgivet av negativt laddade elektroner. Men på kvantmekanik, kan elektronerna inte röra sig i en viss förutbestämd traektoriyam.Tak, i 1927, V. tonande Heisenbergs osäkerhetsprincip, genom vilken exakt bestämning är omöjliga koordinaterna för partikeln och dess hastighet eller fart.

De kemiska egenskaperna bestäms av deras elektronskal. Vid periodiska bord atomer är ordnade efter de elektriska laddningar av kärnorna (som hänvisar till den mängd av protoner), neutroner påverkar således inte de kemiska egenskaperna. Kvantmekaniska modell av atomen bevisade att dess huvudvikten faller på kärnan och elektroner aktie, förblir emellertid låg. Den mäts i atommassenheter, vilket är lika med 1/12 av massan av en atom av kolisotop C12.

Vågfunktionen och orbital

Enligt principen V. Geyzentberga, kan vi inte säga med absolut säkerhet att elektronen, som har en viss hastighet, som ligger i en viss punkt i rymden. I syfte att beskriva egenskaperna hos den elektron, med användning vågfunktionen psi.

Sannolikheten att finna en partikel vid en given tidpunkt är direkt proportionell mot kvadraten på dess absolutvärde, som beräknas för en specifik tid. Psi kvadrat kallas sannolikhetstäthet som karakteriserar elektronerna runt kärnan i form av ett elektronmoln. Än det kommer att bli mer, kommer sannolikheten att vara högre än den elektron i ett visst utrymme av atomen.

För en bättre förståelse, kan du skicka bilder ovanpå varandra, där elektronens uppfattning tagen vid olika tidpunkter. Vid den punkt där det kommer att finnas fler poäng och molnet kommer att vara den mest kompakta och den högsta sannolikheten att hitta elektronen.

Beräknat för exempel att kvantmekaniska modell av en väteatom inkluderar den högsta tätheten av elektronmolnet på ett avstånd av 0053 nm från kärnan.

Omloppet av klassisk mekanik ersättas i kvantelektronmoln. Elektron vågfunktionen psi kallas orbital, som kännetecknas av formen och energi av elektronmolnet i rymden. Med hänvisning till en atom hänvisar till utrymmet runt kärnan i vilken elektronen är mest sannolikt att hitta.

Det omöjliga - möjligt?

Liksom alla teori är kvantmekanisk modell för atomstruktur verkligen gjort en revolution i den vetenskapliga världen, och bland invånarna. I själva verket är det i dag är svårt att föreställa sig att samma partikel vid samma tidpunkt kan vara samtidigt i en och på olika platser! För att skydda de väletablerade levnadssätt säger att i mikro händelser inträffar som är omöjligt och inte de i makrokosmos. Men är det verkligen? Eller människor är bara rädd för att erkänna ens möjligheten att "en droppe är som en ocean och ocean - drop"?