ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Современная модель состояния электрона в атоме из "Неорганическая химия" Квантовая, или волновая механика — это раздел физики, который изучает движение и взаимодействие мш рочастиц, т. е. элементарных частиц, атомов, молекул и атомных ядер. У частиц малой массы оно происходит по законам, отличным от законов классической механики. [c.30] Главный тезис квантовой механики — микрочастицы имеют волновую природу, а волны — свойства частиц. Применительно к электрону можно сказать, что это такое образование, которое ведет себя и как частица, и как волна, т. е. он обладает, как и другие микрочастицы, корпускулярно-волновым дуализмом (двойственностью). С одной стороны, электроны, как частицы, производят давление, с другой стороны, движущийся поток электронов обнаруживает волновые явления, например дифракцию электронов. Дифракция электронов широко используется при изучении строения вещества. [c.30] Так как /с=1/)., то тс=1и к, или к Н/тс. Заменив скорость фотона с па скорость любой микрочастицы о, получим уравнение (И-2). [c.31] Корпускулярно-волновой дуализм есть общее свойство материи, но обнаруживается оно только у микрообъектов. Для электрона, масса которого равна 9,1 г, по уравнению (П.2) можно определить Я,. Она равна яаЮ- см, т. е. соизмерима с размерами атомов, благодаря чему осуществляется дифракция электронов, тогда как для частицы большой массы, например мячика в 50 г, вращающегося со скоростью 25 см/с, см, т. е. Я несоизмеримо меньше размера мячика и волновая природа его не может быть обнаружена эксперимситалыю. Поэтому во внимание принимаются только волновые свойства микрочастиц. [c.31] Электронное облако — это квантовомеханическая модель движения электрона в атоме. [c.31] Плотность электронного облака неравномерна. Максимальная плотность отвечает наибольшей вероятности пребывания электрона в данной части атомного пространства. [c.31] Атомная орбиталь — это пространство вокруг ядра, в котором наиболее вероятно нахождение электрона. В ней заключено 90% электронного облака. Это означает, что вероятность нахождения электрона в орбитали достигает 90%. Орбитали отличаются размерами и формой (см. 4). [c.32] Волновую функцию, или амплитуду электронной волны, называют также орбиталью. Она, как и амплитуда любого волнового процесс.з, может иметь и положительный и отрицательный знаки (их часто указывают на разных частях электронного облака). Но величина всегда положительная. Оказалось, что она имеет определенный физический смысл — выражает вероятность нахождения электрона в данном месте атомного пространства. Плотность электронного облака пропорциональна квадрату волновой функции Как показапо на рис, 4, чем больше величина г , тем гуще расположены точки. [c.32] представление о вероятности нахождения электрона в определенной области атома — основополагающее в квантовой механике, тогда как понятия о траектории частицы, ее координатах и скорости в определенный момент времени она считает не имеющими смысла. Нельзя говорить об онределеиной орбите электрона, можно лишь говорить о вероятности нахождения электрона на том или ином расстоянии от ядра. Там, где значение максимально, облако особенно плотно и в этой области сосредоточен максимальный отрицательный заряд. Орбиталь — пространство, в котором наиболее вероятно пребывание электрона,— мы теперь можем определить так это ф-функция электрона. [c.32] Уравнение (И.5) имеет точное решение только для атома водорода. Для атомов других элементов его точно решить нельзя, так как надо учитывать силу взаимодействия между электронами, что весыма сложно математически. Однако анализ решений уравнения (11.5) показал, что ф-функция (орбиталь) связана е величинами п, /, т (см. ниже), которые могут принимать только целочисленные значения, т. е. квантуются. Это позволяет теоретически вывести последовательность формирования электронных конфигураций атомов с ростом порядкового номера элемента Е. [c.32] Это уравнение рассматривается в курсах физики и физической химии. [c.32] Вернуться к основной статье