Ядерная модель атома(Э. Резерфорд 1911г.)

Атом состоит из положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена преобладающая часть массы атома, и вращающихся вокруг него электронов. Положительный заряд ядра нейтрализуется суммарным отрицательным зарядом электронов, так что атом в целом электронейтрален. Возникающая вследствие вращения электронов центробежная сила уравновешивается силой электростатического притяжения электронов к противоположно заряженному ядру.

Чем больше заряд атомного ядра, тем сильнее будет отталкиваться от него a-частица, тем чаще будут встречаться случаи сильных отклонений а-частиц, проходящих через слой металла, от первоначального направления движения. Поэтому опыты по рассеиванию a-частиц дают возможность не только обнаружить существование атомного ядра, но и определить его заряд. Уже из опытов Резерфорда следовало, что заряд ядра (выраженный в единицах заряда электрона) численно равен порядковому номеру элементав периодической системе.

 

Квантовые числа.

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

В 1900 г. Планк показал, что способность нагретого тела к лучеиспусканию обусловлено тем, что лучистая энергия испускается или поглощается не непрерывно, а дискретно, т.е. отдельными порциями – квантами.

E=hλ

В 1905 г. Эйнштейн пришел к выводу, что электромагнитная энергия существует в форме квантов и излучение представляет собой поток неделимых частиц (фотонов), энергия которых определяется по уравнению Планка.

 

1. Главное квaнтовое число n определяет общую энергию электрона и степень его удаления от ядра (номер энергетического уровня); оно принимает любые целочисленные значения, начиная с 1 (n = 1, 2, 3,...)

2. Орбитальное (побочное или азимутальное) квантовое число l определяет форму атомной орбитали. Оно может принимать целочисленные значения от 0 до n -1 (l = 0, 1, 2, 3,..., n -1). Каждому значению l соответствует орбиталь особой формы. Орбитали с l = 0 называются s -орбиталями,
l = 1 – р -орбиталями (3 типа, отличающихся магнитным квантовым числом m),
l = 2 – d -орбиталями (5 типов),
l = 3 – f -орбиталями (7 типов).

3. Магнитное квантовое число m определяет ориентацию орбитали в пространстве относительно внешнего магнитного или электрического поля. Его значения изменяются от + l до - l, включая 0. Например, при l = 1 число m принимает 3 значения: +1, 0, -1, поэтому существуют 3 типа р -АО: р x, р y, р z.

4. Спиновое квантовое число s может принимать лишь два возможных значения +1/2 и -1/2. Они соответствуют двум возможным и противоположным друг другу направлениям собственного магнитного момента электрона, называемого спином (от англ. веретено). Для обозначения электронов с различными спинами используются символы: и .

 

Принцип Паули.

Сформулированы в 1925 г.

1. В атоме не может быть двух электронов с одинаковыми значениями всех квантовых чисел.

2. Два любых электрона в атоме должны отличаться друг от друга, по крайней мере, одним значением квантового числа.

Принцип Паули имеет два следствия:

1. определение максимально числа электронов на энергетическом уровне

X_n=2n²

2. определение максимально числа электронов на энергетическом подуровне

X_l=2(2l+1)

Распределение электронов в атоме по энергетическим уровням и подуровням изображается в виде электронной формулы:

1s²2s²2p⁶3s³3p⁶3d¹⁰4s²4p⁶4d¹⁰4f¹⁴

Правило Хунда.

Главное квантовое число
Орбитальное квантовое число
Буквенное обозначение.	S	S	P	S	P	d	S	P	d	f

Устойчивому состоянию атома соответствует такое распределение электронов в пределах энергетического подуровня, при котором абсолютное значение суммарного спина атома максимально.