Неорганическая химия. Часть 1. Теоретические основы химии. Николаева Р.Б. - 34 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СФУ | Красноярск

Составители: 

Рубрика: 

34
3. ЭЛЕКТРОННОЕ СТРОЕНИЕ АТОМА
Лазерная аттосекундная (10
-18
с) спектроско-
пия позволит увидеть электрон, а в фемто-
спектроскопии он «размазан», т.е. выглядит
как светящееся облако.
Журнал «Химия и жизнь», 2003
3.1. МОДЕЛИ АТОМОВ
Развитие теории строения атома шло через создание различных моделей. Из
них наиболее близка современным представлениям модель Резерфорда (1911 г.).
Суть этой модели
1
в следующем:
- в центре атома находится
положительно заряженное ядро, радиус которо-
го в 10 000 раз меньше радиуса атома; в ядре сосредоточена практически вся атом-
ная
масса, т.к. оно состоит из сравнительно тяжелых частиц: протонов (заряд
протона (+1)) и
нейтронов (с нулевым зарядом).
- вокруг ядра вращаются
электроны (заряд электрона (-1)), которые в 1 870
раз легче протонов, а их радиус в 10 раз меньше радиуса ядра; электрон обознача-
ется буквой
е.
- заряд
ядра (равный числу протонов в нем) определяет число электронов
в атоме элемента, а значит, его
химическую индивидуальность.
Подчеркнем, что эта модель лежит в основе
современных определений ато-
ма.
Первое из них: атом – это электронейтральная частица, состоящая из положи-
тельно заряженного ядра и движущихся в его электростатическом поле отрицатель-
но заряженных электронов.
Второе определение (отражающее химическую сущность): атом - это мель-
чайшая частица,
представляющая элемент, т.к. ее разделение на субатомные
частицы (протон, нейтрон, электрон) приводит к утрате
индивидуальных химиче-
ских
свойств элемента.
Однако в начале XX века модель Резерфорда не получила признание, т.к. по
представлениям классической механике
вращающийся электрон должен выделять
энергию и в конечном итоге, притягиваясь ядром,
падать на него.
Развивая теорию Резерфорда, Н. Бор предположил, что это не происходит, т.к.
электрон движется по строго определенным
разрешенным замкнутым траекториям
(орбитам)
без изменения энергии, а поглощает или выделяет ее лишь при пере-
ходе
с одной орбиты на другую (что объясняет образование атомных спектров ве-
ществ). Но и модель тоже Бора имеет недостатки:
1.
Теория внутренне противоречива, т.к. базируется, с одной стороны, на зако-
нах классической механики
2
, а с другой – квантовой. Поэтому она не может
описать, например,
механизм перехода электрона с одной орбиты на другую;
2.
Не позволяет рассчитать энергию е даже для самого простого случая много-
электронных систем – атома гелия (а лишь для
одноэлектронных частиц, в
частности, для атома водорода);
1
Подробнее см. [9].
2
То есть электрон рассматривается лишь как материальная частица, а его движение как механиче-
ское перемещение.

Страницы