原子的结构。 原子的量子力学模型

下面的文章描述了原子及其结构:它是如何被发现的,理论是如何在其思想中发展的,以及何时进行实验,思想家和科学家。 迄今为止最原始的原子的量子力学模型最充分地描述了它的行为和构成它的粒子。 阅读以下内容及其功能。

原子概念

原子的量子力学模型

具有一组特征性质的化学元素的化学不可分的最小部分是原子。 它包括电子和原子核,而原子核又包含带正电的质子和不带电的中子。 如果它包含相同数量的质子和电子,则原子本身将是电中性的。 否则,它似乎是一种指控:正面或负面。 然后原子被称为离子。 因此,进行它们的分类:化学元素由质子数决定,其同位素由中子决定。 通过在原子间键的基础上彼此键合,原子形成分子。

有一点历史

原子结构模型

古印度和古希腊哲学家第一次谈论原子。 在十七和十八世纪期间,化学家们证实了这一想法,通过实验证明某些物质不能通过化学实验分裂成其组成元素。 然而,从十九世纪末到二十世纪初,物理学家发现了亚原子粒子,清楚地表明原子不是不可分割的。 在1860中,化学家们制定了原子和分子的概念,其中原子成为元素的最小粒子,它是简单和复杂物质的一部分。

原子结构模型

  1. 物件。 德谟克利特认为物质的性质可以通过质量,形状和其他表征原子的参数来确定。 例如,火有尖锐的原子,因此它具有燃烧的能力; 固体含有粗糙的颗粒,因此它们非常紧密地粘在一起; 在水中,它们是光滑的,因此它具有流动的能力。 德谟克利特认为,即使是人类的灵魂也是由原子组成的。
  2. 汤姆森模型。 科学家认为原子是一个带正电荷的物体,里面有电子。 这些模特被卢瑟福驳斥,他已经度过了他的着名经历。
  3. 早期的长冈行星模型。 在二十世纪初,Khantaro Nagaoka提出了原子核的模型,就像土星一样。 在它们周围,在一个小核周围,带正电,电子在环中旋转。 这些版本与之前版本一样,证明是错误的。
  4. 玻尔 - 卢瑟福的行星模型。 在进行了几次实验后,欧内斯特卢瑟福建议原子就像一个行星系统。 在其中,电子围绕原子核运动,原子核带正电并位于中心。 但是经典的电动力学与此相矛盾,因为根据它,电子在移动时会发射电磁波,从而失去能量。 玻尔引入了一些特殊的假设,根据这些假设,电子在某些特定状态下不会辐射能量。 事实证明,经典力学无法描述原子结构的这些模型。 这进一步导致量子力学的出现,这使得解释这种现象和许多其他现象成为可能。

原子的量子力学模型

量子力学模型的原子结构

这个模型是前一个模型的开发。 原子的量子力学模型表明在原子核中存在不带电的中子和带正电的质子。 在他周围是带负电的电子。 但是在量子力学中,电子不会沿着预定的轨迹移动。因此,在1927中,V。海森堡表达了不确定性原理,根据该原理,不可能准确地确定粒子的坐标及其速度或动量。

电子的化学性质由它们的壳决定。 在元素周期表中,原子根据原子核的电荷定位(我们讨论的是质子数),而中子不影响化学性质。 原子的量子力学模型已证明其主要质量落在原子核上,而电子的比例仍然微不足道。 它以原子质量单位测量,其等于碳同位素C1质量的12 / 12。

波函数和轨道

氢原子的量子力学模型

根据V. Geizentberg的原理,不可能完全确定具有一定速度的电子位于空间的任何特定点。 为了描述电子的性质,使用psi波函数。

在特定时间检测粒子的概率与其模块的平方成正比,其在特定时间内计算。 Psi平方称为概率密度,其将核周围的电子表征为电子云。 它越大,原子的某个空间中的电子的概率就越高。

为了更好地理解,您可以相互提交叠加的照片,其中电子的位置在不同的时间点固定。 在有更多点的地方,云将变得最密集,找到电子的概率最高。

例如,计算出氢原子的量子力学模型包括位于距离核的纳米0,053距离处的最高密度的电子云。

经典力学的轨道在量子电子云中被取代。 这里的psi电子波函数称为轨道,其特征在于空间中电子云的形状和能量。 应用于原子时,我们指的是核周围的空间,其中最有可能找到电子。

不可能吗?

原子核模型

与整个理论一样,原子结构的量子力学模型在科学界和居民中实现了真正的革命。 毕竟,直到今天,很难想象在同一时刻同一颗粒可以同时不同,但在不同的地方! 为了保护已建立的模式,据说事件发生在微观世界中是不可想象的,并且在宏观世界中并非如此。 但它真的吗? 或者人们只是害怕甚至允许“一滴水就像海洋,海洋就是水滴”的可能性?

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