Strukturen af atomet. Den kvantemekaniske model af atomet

Følgende artikel beskriver strukturen af atomet, og hvordan det åbnes som en teori udviklet i deres sind og i at gennemføre eksperimenter forskere og tænkere. Den kvantemekaniske model af atomet som den mest avancerede langt den mest fuldt beskriver dens opførsel, og de partikler, der udgør. Om det og dets funktioner, se nedenfor.

Begrebet atomet

Kemisk laveste uadskillelig del af et grundstof med et sæt egenskaber er typiske for det er atomet. Det omfatter elektroner og kernen, som igen indeholder en positivt ladet protoner og neutroner er uladede. Hvis det indeholder det samme antal protoner og elektroner, atomet selv er elektrisk neutral. Ellers har han en ladning: positiv eller negativ. Så atomet kaldes en ion. Således udføres deres klassifikation: grundstof bestemmes af antallet af protoner, og dets isotop - neutroner. Kommunikerer med hinanden på grundlag af de interatomare bindinger, atomer danner molekylet.

Lidt historie

For første gang talte om atomer gamle indiske og græske filosoffer. Og i løbet af det syttende og attende århundrede, har kemikere bekræftet ideen eksperimentelt bevist, at nogle stoffer er det umuligt at bryde ned i deres konstituerende elementer ved kemiske eksperimenter. Men fra slutningen af det nittende til begyndelsen af det tyvende århundrede, opdagede, fysikere subatomare partikler, således at det blev klart, at atomet ikke var udelelig. I 1860, kemikere formulerede koncepter atomer og molekyler, hvor atomet var den mindste partikel af det element, der var en del af både enkle og komplekse forbindelser.

atomare struktur model

1. Bits af stof. Demokrit mente, at stoffernes egenskaber kan bestemmes vægt, form og andre parametre, der karakteriserer atomer. For eksempel brand har skarpe atomer, fordi der har evnen til at brænde; faste stoffer indeholde ru partikler, og derved engagere sig med hinanden er meget stærk; i vand, de er glatte, så det er tilladt at flyde. Ifølge Demokrit, er selv den menneskelige sjæl sammensat af atomer.
2. Thomsons model. Videnskabelig atom betragtes som et positivt ladet legeme, inden i hvilken der er elektroner. Disse modeller er nægtet Rutherford brugte sin berømte oplevelse.
3. Tidlig planetariske Nagaoka model. I begyndelsen af det tyvende århundrede foreslog Hantaro Nagaoka en model af atomkernen, ligesom planeten Saturn. I dem omkring en lille kerne, positivt ladet, spundet sammen i ringen elektroner. Disse versioner er de samme som de foregående, det var forkert.
4. Planetary model af Bohr-Rutherford. Efter adskillige eksperimenter Ernest Rutherford foreslog, at atomet ligner planetsystemet. Det elektroner bevæger sig i baner omkring kernen, som er positivt ladet og lagret i midten. Men i modsætning til klassiske elektrodynamik det, fordi det i det, elektronen, flytning, udsender elektromagnetiske bølger og mister derfor energi. Bohr indført særlige postulater, som elektronerne ikke udsender energi, mens den på samme tid under visse nærmere angivne betingelser. Det viste sig, at den klassiske mekanik var ude af stand til at beskrive den model af atomare struktur. Denne yderligere ført til fremkomsten af kvantemekanikken giver os mulighed for at forklare, hvordan dette fænomen, og mange andre.

Den kvantemekaniske model af atomet

Denne model er en videreudvikling af den foregående. Den kvantemekaniske model af atomet tyder på, at de ikke har en ladning af neutroner og positivt ladede protoner i atomkernen. Det er omgivet af negativt ladede elektroner. Men på kvantemekanikken kan elektroner ikke bevæge sig i en vis forudbestemt traektoriyam.Tak, i 1927, V. udtryk Heisenberg usikkerhed princip, hvorved nøjagtig bestemmelse er umulige koordinater af partiklen og dens hastighed eller momentum.

De kemiske egenskaber bestemmes af deres elektronskal. Med periodiske tabel atomer er ordnet efter de elektriske ladninger af kernerne (refererer til mængden af protoner), neutroner således ikke påvirker de kemiske egenskaber. Den kvantemekaniske model af atomet bevist, at dets vigtigste vægt falder på kernen og elektroner andel forbliver imidlertid lav. Den måles i atommasseenheder, hvilket svarer til 1/12 af massen af et atom af kulstof isotop C12.

Bølgefunktionens og orbital

Ifølge princippet V. Geyzentberga, kan vi ikke sige med absolut sikkerhed, at elektronen, som har en bestemt hastighed, er placeret i et bestemt punkt i rummet. For at beskrive egenskaberne af elektron under anvendelse bølgefunktionen psi.

Sandsynligheden for at finde en partikel på et givet tidspunkt er direkte proportional med kvadratet af dets absolutte værdi, som er beregnet for en bestemt tid. Psi kvadreret kaldet sandsynlighedstæthed som kendetegner elektronerne omkring kernen i form af en elektronsky. End det vil være mere, sandsynligheden bliver større end elektronen i en vis rum af atomet.

For en bedre forståelse, kan du indsende billeder oven på hinanden, hvor elektronens position, der registreres på forskellige tidspunkter. På det sted, hvor der vil være flere point, og skyen vil være den mest tætte, og den højeste sandsynlighed for at finde elektronen.

Beregnet for eksempel, at den kvantemekaniske model af et hydrogenatom indbefatter den højeste koncentration af elektronskyen i en afstand på 0,053 nm fra kernen.

Bane klassiske mekanik erstattet i quantum elektronsky. Elektron bølgefunktionens psi kaldes orbital, som er kendetegnet ved formen og energien af elektronskyen i rummet. Med henvisning til et atom refererer til rummet omkring kernen, hvori elektronen er mest sandsynligt at finde.

Det umulige - muligt?

Ligesom al teori, kvantemekanisk model af atomare struktur virkelig gjort en revolution i den videnskabelige verden, og blandt beboerne. Faktisk den dag i dag er det svært at forestille sig, at den samme partikel på samme tid kan være samtidigt i ét og på forskellige steder! For at beskytte de veletablerede livsformer sige, at i mikro hændelser forekommer der er umulige, og er ikke dem i makrokosmos. Men er det virkelig? Eller mennesker er bare bange for at indrømme selv den mulighed, at "en dråbe er som et hav og hav - drop"?