Строение атома водорода. Квантовые числа, их химический смысл

Атом водорода — физическая система, состоящая из атомного ядра, несущего элементарный положительный электрический заряд, и электрона, несущего элементарный отрицательный электрический заряд. Электрон преимущественно находится в тонком концентрическом шаровом слое вокруг атомного ядра, образуя электронную оболочку атома. В 1913 году Нильс Бор предложил модель атома водорода, имеющую множество предположений и упрощений, и вывел из неё спектр излучения водорода. Предположения модели не были полностью правильны, но тем не менее приводили к верным значениям энергетических уровней атома. Боровская модель атома (Модель Бора) — полуклассическая модель атома, предложенная Нильсом Бором в 1913 г. За основу он взял планетарную модель атома, выдвинутую Резерфордом. Однако, с точки зрения классической электродинамики, электрон в модели Резерфорда, двигаясь вокруг ядра, должен был бы излучать непрерывно и очень быстро, потеряв энергию, упасть на ядро. Чтобы преодолеть эту проблему Бор ввел допущение, суть которого заключается в том, что электроны в атоме могут двигаться только по определенным (стационарным) орбитам, находясь на которых они не излучают, а излучение или поглощение происходит только в момент перехода с одной орбиты на другую. Причем стационарными являются лишь те орбиты, при движении по которым момент количества движения электрона равен целому числу постоянных Планка. При этом испускается или поглощается квант электромагнитного излучения, энергия которого равна разности энергии атома в конечном и исходном состояниях. Постулаты Бора находились в резком противоречии с положениями классической физики. С точки зрения классической механики электрон может вращаться по любым орбитам и с излучением энергии.

Квантовые числа это энергетические параметры, определяющие состояние электрона и тип атомной орбитали, на которой он находится.

· Главное квантовое число (энергетический уровень, запаса энергии, совпадает с номером периода): n. При n=1 электрон находится на первом энергетическом уровне. Главное квантовое число определяет размеры электронного облака. Электроны с одним и тем же числом n образуют электронные облака.

· Орбитальное квантовое число: L.Определяет подуровень и форму электронного облака(S P D F). L принимает значения от 0 до (n-1)

· Магнитное квантовое число m. Ориентация электронного облака в пространстве. От –L до L

· Спиновое квантовое число s – энергетический вклад за счет вращения электрона вокруг собственной оси. Собственное состояние электрона значения +1/2 и -1/2