24 atom model rd (atom de model nuclear sau planetar)
Împrăștiind individuale α-chastitsna uglyRezerfordobyasnil mare, astfel încât sarcina pozitivă în atom nu este distribuit uniform în raza bilă 10 -10 m. După cum sa prevăzut anterior și se concentrează într-o porțiune centrală a unui atom (nucleu atomic) în dimensiuni mult mai mici. Calculele Rutherford au arătat că, pentru a explica experimentele α-particule de dispersie trebuie să ia raza unui nucleu atomic de aproximativ 10 -15 m.
P
Modelul planetar al atomului explică legile de bază ale împrăștierii particulelor încărcate.
Deoarece majoritatea spațiului în atom între nucleul atomic și electronii circulat în jurul goale particulele încărcate rapid pot penetra aproape liber segmente relativ mari de substanțe ce conțin mai multe mii de straturi atomice.
In coliziunile cu electroni individuale particule incarcate rapid sunt împrăștiate pe o unghiuri foarte mari, deoarece masa de electroni este mic. Cu toate acestea, în acele cazuri rare când încărcat rapid de particule care zboară la o distanță foarte aproape de unul dintre nucleele atomice sub acțiunea câmpului electric al unui nucleu atomic al unei imprastiere particule încărcate poate apărea la orice unghi de până la 180 °.
25 postulate ale lui Bohr
Prima teorie cuantică a atomului byda propus în 1913 de fizicianul danez Niels Bohr. Acesta a fost bazat pe modelul de atom nuclear, conform căruia atomul constă dintr-un miez încărcat pozitiv în jurul căruia electronii încărcați negativ. Teoria lui Bohr se bazeaza pe doua postulate.
Ipostulat Bora - un postulat de stări staționare. În atomul există staționare (nu se schimba cu timpul) o stare în care nu radiază energie. Aceste stări staționare corespund orbită staționară, prin care electronii se deplasează. Mișcarea electronilor pe orbite staționare nu este însoțită de radiații de energie.
IIpostulat Bohr numita „regulă de frecvențe.“ În trecerea unui electron de la o orbită la alta cuantică staționară emisă (sau absorbită) de energie egală cu diferența de energie între statele de echilibru
unde h - constanta lui Planck; v - frecvența de radiație (sau absorbție) a energiei; hv - energia fotonică (sau absorbție); En și Em - energia stărilor staționare ale atomilor înainte și după emisie (absorbție), respectiv. la Em
In Bohr valoare energetică teoria electronilor egală cu un atom de hidrogen
în care mi - masa de electroni, e - taxa de electroni, εe - constanta dielectrică. , H - constanta lui Planck, n - număr întreg, n = 1,2,3.
Astfel, energia unui electron din atom este o valoare discretă, care poate fi schimbat doar în mod discontinuu.
Setul de posibile Frecvențe discrete tranziții cuantice determină atomul spectru linie
Calculat prin această formulă pentru frecvența liniilor spectrale ale atomului de hidrogen au fost în concordanță excelentă cu datele experimentale. Dar teoria nu este spectrul altor atomi sunt explicate (chiar și după hidrogen-heliu). Prin urmare, teoria lui Bohr a fost doar o etapă de tranziție pe calea de a construi o teorie a fenomenelor atomice. Ea a subliniat inaplicabilitatea fizicii clasice la fenomenele intra-atomice și întâietatea legilor cuantice în microcosmos.
26, principiul lui Pauli
In 1925, Pauli a stabilit cuantic - principiu mecanic (principiul de excluziune al lui Pauli).
Orice atom nu poate fi doi electroni în stările staționare identice determinate de un set de patru numere cuantice: n. m, ms.
De exemplu, nivelul de energie poate fi nu mai mult de doi electroni, dar cu direcția opusă de spini.
Principiul lui Pauli a permis o bază teoretică a sistemului periodic Mendeleev de elemente pentru a crea o statistică cuantică, teoria modernă a solidelor și altele.
Statutul fiecărui electron dintr-un atom este caracterizat prin patru numere cuantice:
1. Numărul principal cuantic n (n = 1, 2).
2. Orbital (azimutal) cuantic număr l (l = 0, 1, 2 n-1).
3. magnetic numărul m cuantic (m = 0, +/- 1, +/- 2 +/-. +/- l).
4. Spin număr cuantic ms (ms = +/- 1/2).
Pentru o valoare fixă a numărului principal cuantic n există 2N2 stări cuantice diferite ale electronului.
Una dintre legile mecanicii cuantice, numit principiul de excluziune al lui Pauli, prevede:
Într-unul și același atom nu poate fi doi electroni cu același set de numere cuantice (adică nu pot fi doi electroni în aceeași stare).
Principiul Pauli explică atom proprietăți de repetabilitate periodice, adică Sistemul periodic al elementelor Mendeleev.
Sistemul periodic al elementelor D. I. Mendeleeva
In 1869 Mendeleev a descoperit legea periodică a variației proprietăților chimice și fizice ale elementelor. El a introdus conceptul de numărul atomic și a primit o periodicitate completă în proprietățile chimice ale elementelor.
Mendeleev a prezis numărul de elemente noi (scandiu, germaniu, etc.), și descrise proprietățile lor chimice. Mai târziu, aceste elemente au fost descoperite, care a confirmat pe deplin validitatea teoriei sale. Chiar și au reușit să perfecționeze valorile greutăților atomice ale unor proprietăți ale elementelor.
Proprietățile chimice ale unui număr de atomi și proprietățile fizice ale acestora sunt explicate prin comportamentul extern (valență) electron.
stare cuantică staționară a unui electron dintr-un atom (molecula) caracterizat printr-un set de 4 numere cuantice: main (n), orbital (l), magnetic (m) și de spin magnetic (ms). Fiecare dintre ele caracterizează Eºantionare: putere (n), momentul cinetic (l), momentul cinetic în direcția câmpului magnetic extern (m) și proiecția de spin (ms).
Conform teoriei numărului de ordine al elementului chimic Z este numărul total de electroni din atom.
Dacă Z - numărul de electroni din atom este într-o stare care este definită de un set de 4 numere cuantice n, l, m, ms, atunci Z (n, l, m, ms) = 0 sau 1.
Dacă Z - numărul de electroni din atom în stările definite printr-un set de 3 numere cuantice n, I, m, atunci Z (n, l, m) = 2. Astfel de electroni sunt diferite de orientare de spin.
Dacă Z - numărul de electroni dintr-un atom sunt în stări determinate de 2 numere cuantice n, l, atunci Z (n, l) = 2 (2l + 1).
Dacă Z - numărul de electroni din atom, care sunt în stări determinate de valoarea numărului cuantic principal n, atunci Z (n) = 2N2.
Electronii dintr-un atom ocupă același set de stări cu principal număr cuantic n, formează stratul de electroni: atunci când n = 1 K - strat; când n = 2 L - strat; când n = 3, M - strat; când n = 4, N - strat; când n = 5 O - strat, etc.
In fiecare dintre toti electronii sunt distribuite cochilii electronice ale stratului atom. Învelișul corespunde unei valori particulare a orbital cuantic numărul (Tabel. 1 și Fig. 1).
L Pentru un anumit număr magnetic cuantic m ia 2l + 1 valori și ms - două valori. Prin urmare, numărul de stări posibile în nor de electroni cu un l predeterminat este 2 (2l + 1). Deoarece teaca l = 0 (s - shell) este umplut cu doi electroni; teacă l = 1 (p - shell) - șase electroni; teaca l = 2 (d - shell) - zece electroni; shell 3 l = (f - shell) - paisprezece electroni.
Succesiunea straturilor și umplerea cochiliilor de electroni din sistemul periodic al elementelor se explică prin mecanica cuantică și bazată pe pozițiile 4:
1. Numărul total de electroni atomului elementului chimic este egal cu numărul ordinal al Z.
2. Condiția electronului în atom este determinat setat numerele 4 cuantice: n, l, m, ms.
3. Distribuția electronilor în atomul de stări de energie trebuie să îndeplinească minim de energie.
4. Statele Umplutura de energie a electronilor în atomul ar trebui să fie în conformitate cu principiul de excluziune.
Atunci când se analizează atomii cu un Z mare, din cauza creșterii încărcăturii nucleare, stratul electronic este contractat la nucleu și începe să umple stratul cu n = 2, etc. Atunci când o condiție predeterminată este mai întâi umplut cu n s-electroni (l = 0), atunci p-electroni (l = 1), d-electroni (l = 2), etc. Acest lucru conduce la periodicitatea proprietăților chimice și fizice ale elementelor. Pentru primul element al primei perioade este umplut shell 1s; electroni pentru a doua și a treia perioade - scoici 2s, 2p și 3p și 3s.
Cu toate acestea, din moment ce a patra perioadă (elementul de potasiu, Z = 19), secvența de umplere a cochiliilor este rupt din cauza concurenței cu energie de legare de electroni similar. Poate fi mai puternice (energetic favorabile) electroni asociate cu mare n, dar mai puțin de l (de exemplu, electronii 4s mai puternic legat decât 3d).
Distribuția electronilor în atom cochiliilor definesc configurația sa de electroni. Pentru a specifica configurația de e-atom este scris într-un număr de caractere pline cochilii electronice ale statelor nl, începând cu cel mai aproape de miezul. Indicele dreapta sus marchează numărul de electroni în coajă situate în aceste state. De exemplu, un atom de sodiu 2311Na unde Z = 11 - numărul de serie al elementului din tabelul periodic; numărul de electroni din atom; numărul de protoni din nucleu; A = 23 - numărul de masă (numărul de protoni din nucleu și neutroni). configurația electronică arată ca: 1s2 2s2 2p6 3s1, adică într-un strat cu n = 1 și l = 0 - cele doua s-electron; într-un strat cu n = 2 și l = 0 - cele doua s-electron; într-un strat cu n = 2 și l = 1 - p șase electroni; într-un strat cu n = 3 și l = 0 - un e-electron.
Alături normală configurația electronică atom corespunde energiei de legare mai puternică a electronilor în excitație unuia sau mai multor electroni având configurația electronică excitat.
De exemplu, toate nivelurile de energie heliu sunt împărțite în două niveluri ale sistemului: nivelurile sistemului parahelium corespunzătoare orientarea antiparalel a rotirilor sistemului orthohelium nivelurile corespunzătoare orientării paralele a rotirile de electroni și. Normal configurație 1s2 heliu datorită principiul de excluziune este posibilă numai atunci când orientarea antiparalel a electronului se învârte parahelium corespunzătoare.
Deci, putem concluziona, explică principiul de excluziune, a fost mult timp considerat un misterios elemente de structură, periodice, deschise D.I.Mendeleevym.chenie