Struktura atomu. Kvantově-mechanický model atomu

Následující článek popisuje strukturu atomu a jak se otevřely jako teorie vyvinuté v jejich myslích a provádění experimentů vědce a myslitele. Kvantově-mechanický model atomu jako nejpokročilejší zdaleka plně popisuje jeho chování, a částice, které tvoří. O ní a jejích funkcí, viz níže.

Pojem atomu

Chemicky nejnižší nedílnou součástí z chemického prvku se souborem vlastností typických pro to je atom. Obsahuje elektrony a jádro, které zase obsahuje kladně nabité protony a neutrony jsou bez náboje. Pokud obsahuje stejný počet protonů a elektronů, atom sám je elektricky neutrální. V opačném případě, že má náboj: pozitivní nebo negativní. Potom se atom se nazývá iont. Proto je jejich třídění se provádí: chemický prvek určen počtem protonů, a jeho izotop - neutrony. Komunikace mezi sebou na základě meziatomových vazeb, atomy tvoří molekuly.

Trocha historie

Poprvé mluvil o atomech prastaré indické a řeckých filozofů. A během sedmnáctého a osmnáctého století, chemici potvrdily myšlenku experimentálně prokázáno, že některé látky, to je nemožné rozdělit na své základní složky podle chemických experimentů. Nicméně, od konce devatenáctého až do počátku dvacátého století, fyzici objevili subatomární částice, takže bylo jasné, že atom nebyl nedělitelná. V roce 1860, chemici formulovány koncepty atomy a molekuly, kde je atom byl nejmenší částice prvku, která byla součástí jednoduchých i komplexních sloučenin.

atomová struktura modelu

1. Kousky hmoty. Demokrit věřil, že vlastnosti těchto látek může být určena hmotnost, tvar a další parametry, které charakterizují atomy. Například oheň má ostré atomy, z nichž, protože má schopnost spalovat; Pevné látky obsahují hrubé částice, a tím do sebe navzájem zapadají, je velmi silný; ve vodě, které jsou hladké, takže je umožněno proudit. Podle Democritus, i lidská duše se skládá z atomů.
2. Thomsonova modelu. Vědecký atom považován za kladně nabitou tělo, uvnitř kterého jsou elektrony. Tyto modely jsou upírána Rutherford prožil slavný zážitek.
3. Early planetární modelu Nagaoka. Na počátku dvacátého století Hantaro Nagaoka navrhoval model atomového jádra, stejně jako planety Saturn. V nich kolem malého jádra, nabité pozitivně, elektrony jsou kombinovány ve zvlákňovací kruhu. Tyto verze jsou stejné jako ty předchozí, to bylo špatné.
4. Planetární model Bohr-Rutherford. Po několika pokusech Ernest Rutherford navrhl, že atom je podobný planetárního systému. To elektrony se pohybují v drahách kolem jádra, který je kladně nabitý a uložené ve středu. Ale na rozdíl od klasické elektrodynamiky ní, protože v ní elektron, pohybující se, vysílá elektromagnetické vlny, a proto ztrácí energii. Boron představil speciální postuláty, na kterém elektrony nevyzařují energii, i když je v některých specifických podmínkách. Ukázalo se, že klasická mechanika byla schopna popsat model atomové struktury. To dále vedlo ke vzniku kvantové mechaniky nám umožňuje vysvětlit, jak tento jev, a mnoho dalších.

Kvantově-mechanický model atomu

Tento model je evolucí předchozího. Kvantově-mechanický model atomu naznačuje, že nejsou, který má náboj neutronů a kladně nabité protony v atomovém jádru. Je obklopena záporně nabitých elektronů. Ale na základě kvantové mechaniky, elektrony nemohou pohybovat v určitém předem stanoveném traektoriyam.Tak, v roce 1927, V. vyjádřil Heisenbergův princip neurčitosti, kterou přesné určení je nemožné Souřadnice částice a její rychlosti nebo hybnosti.

Chemické vlastnosti určovány jejich elektronového obalu. Při periodické tabulky atomy jsou uspořádány podle elektrických nábojů jader (s odkazem na množství protonů), neutrony a tak nemají vliv na chemické vlastnosti. Kvantově-mechanický model atomu dokázal, že jeho hlavní hmotnost je na jádře a elektrony podílu, však zůstává na nízké úrovni. Měří se v atomových hmotnostních jednotek, která se rovná 1/12 hmotnosti atomu izotopu uhlíku C12.

vlnová funkce a orbitální

V souladu s principem V. Geyzentberga, nemůžeme říci s naprostou jistotou, že elektron, který má určitou rychlost, se nachází v určitém bodu v prostoru. Aby bylo možné popsat vlastnosti elektronu, pomocí funkce vlnové psi.

Pravděpodobnost nalezení částice v danou dobu, je přímo úměrná druhé mocnině jeho absolutní hodnoty, která je vypočtena pro určitou dobu. Psi čtverečkovaný tzv hustoty pravděpodobnosti, která charakterizuje elektrony kolem jádra ve formě elektronového oblaku. Než se bude více, bude pravděpodobnost vyšší než elektronu v určitém prostoru atomu.

Pro lepší pochopení, můžete odeslat fotky navrstvené na sebe, kde pozice elektronu zaznamenané v různých časech. V místě, kde bude více bodů a mrak bude nejhustší, a nejvyšší pravděpodobnost nalezení elektronu.

Vypočteno například, že kvantově mechanický model atomu vodíku obsahuje nejvyšší hustotu elektronového oblaku ve vzdálenosti 0,053 nm od jádra.

Orbita klasické mechaniky nahradil v kvantové elektronového oblaku. Elektronová vlnová funkce psi se nazývá orbital, který je charakterizován tím, tvaru a energie elektronového oblaku v prostoru. S odkazem na atomu označuje prostor kolem jádra, ve kterém elektron je s největší pravděpodobností k nalezení.

Nemožné - je to možné?

Stejně jako všechny teorie, kvantově mechanický model atomové struktury je skutečně udělal revoluci ve vědeckém světě, a mezi obyvateli. Ve skutečnosti, až do dnešního dne je obtížné si představit, že stejná částice zároveň může být současně v jednom a na různých místech! Chránit dobře zavedené způsoby života říci, že v dojde k mikro události, které jsou nemožné a nejsou ti v makrokosmu. Ale je to opravdu? Nebo lidé jsou prostě bojí připustit i možnost, že „pokles je jako oceán a oceán - kapka“?