Lyhyesti monimutkaisuudesta: atomien elektronikuorien rakenne

Maakunnan kemian opettaja John Dalton vuonna 1803 avasi "Useiden suhteiden lakia". Tämä teoria sanoo, että jos jokin tietty kemiallinen elementti voi muodostaa yhdisteitä muiden elementtien kanssa, niin jokaisella massan osalla on osa toisen aineen massaa ja niiden väliset suhteet ovat samat kuin pienien kokonaislukujen välillä. Tämä oli ensimmäinen yritys selittää materiaalin monimutkainen rakenne. Vuonna 1808 sama tutkija, joka yritti selvittää hänen löytäneensä lakia, ehdotti, että eri elementeissä atomeilla voi olla eri massat.

Atomin ensimmäinen malli luotiin vuonna 1904. Atomin elektroninen rakenne tässä mallin tutkijassa nimeltään "pudding rusinoilla". Uskottiin, että atomi on positiivinen varaus, jossa sen komponentit ovat tasaisesti sekoitettuja. Tällainen teoria ei voinut vastata kysymykseen siitä, ovatko atomin ainesosat liikkeessä tai levossa. Siksi melkein samanaikaisesti "puddingin" teorian kanssa japanilainen Nagaoka ehdotti teoriaa, jossa atomin elektronikuoren rakenne verrattiin aurinkokuntaan. Kuitenkin viitaten siihen, että kun pyöriessään atomia, sen komponenttien täytyy menettää energiaa ja tämä ei vastaa sähködynamiikan lakeja, Vin hylkäsi planeettojen teorian.

Kuitenkin elektronin löytymisen jälkeen tuli selväksi, että atomin rakenne on monimutkaisempi kuin mitä kuvitellaan. Kysyttiin: mikä on elektronia? Miten se järjestetään? Onko olemassa muita subatomisia hiukkasia?

Vuosisadan alussa planetaarinen teoria hyväksyttiin lopulta. Oli selvää, että kukin elektroni, joka liikkuu ydinvoiman kiertoradalla Auringon ympärillä olevana planeetana, on oma liikerata.

Mutta lisätutkimukset ja tutkimukset ovat kumonneet tämän lausunnon. Kävi ilmi, että elektronilla ei ole omaa liikerataa, mutta on mahdollista ennustaa alue, jolla tämä hiukkanen ilmenee useimmiten. Kiertäen ytimen ympärillä elektronit muodostavat orbitaalin, jota kutsuttiin elektronikuoreksi. Nyt oli tarpeen tutkia atomien elektronin kuoren rakennetta. Fyysikot olivat kiinnostuneita kysymyksistä: kuinka tarkasti elektronit liikkuvat? Onko järjestyksessä tässä liikkeessä? Ehkä liike on kaoottinen?

Atomifysiologin N. Bohrin ja useat samat suuret tiedemiehet ovat osoittaneet, että elektronit pyörivät kuoren kerroksia ja niiden liikkeet täyttävät tietyt lait. Oli tarpeen tutkia atomin atomien elektronirakenteita tiiviisti ja yksityiskohtaisesti.

On erityisen tärkeää tietää tämä kemian rakenne, koska aineen ominaisuudet, se oli jo selvää, riippuvat elektronien laitteesta ja käyttäytymisestä. Tästä näkökulmasta elektroni-orbitaalien käyttäytyminen on tämän hiukkasen tärkein ominaisuus. Todettiin, että mitä lähempänä atomin ydintä ovat elektronit, sitä enemmän vaivaa elektronin ytimen sitoutumisen katkaisemiseksi. Tunnin vieressä olevilla elektroneilla on suurin yhteys siihen, mutta vähimmäisenergian varaus. Ulkopuolisissa elektroneissa taas yhteys ytimeen heikkenee ja energian varaus kasvaa. Niinpä atomin ympärillä muodostuu elektronisia kerroksia. Atomin atomien elektronirakenteiden rakenne kirkastui. Kävi ilmi, että energiatasot (kerrokset) muodostavat hiukkasia, jotka ovat lähellä energiavaroja.

Nykyään tiedetään, että energiataso riippuu n: sta (tämä kvanttiluku) ja vastaa kokonaislukuja 1-7. Atomin elektronikuorien rakenne ja suurin osa elektroneista kullakin tasolla määritetään kaavalla N = 2n2.

Tässä kaavassa oleva suuri kirjain merkitsee suurinta määrää elektroneja kullakin tasolla, ja pieni osoittaa kyseisen tason järjestysnumeron.

Atomien elektronikuoren rakenne osoittaa, että ensimmäisessä kuoressa voi olla korkeintaan kaksi atomia ja neljäsosa - enintään 32. Ulompi, täytetty taso sisältää enintään 8 elektronia. Kerrokset, joissa elektronit ovat pienemmät, katsotaan epätäydellisiksi.