Mișcarea electronilor într-un atom
Reprezentările despre structura unui atom au suferit o cale complexă de dezvoltare. Un rol foarte important în dezvoltarea teoriei structurii atomice a fost jucat de modelul planetar al atomului Rutherford. Cu toate acestea, acest model nu a putut explica mișcarea electronilor într-un atom. Modelul modern al atomului se bazează pe idei despre microworld - o lume a particulelor de dimensiuni microscopice care nu se supun legilor macrocosmosului. Electronul, ca microparticule, are o masă și o încărcătură definită. În același timp, electronul, care se mișcă cu viteză mare, prezintă proprietăți de undă. Se spune că un electron are o natură duală - prezintă simultan proprietăți și particule și valuri. Din acest motiv este imposibil ca electronul să determine atât viteza de mișcare cât și direcția în același timp. Sa dovedit că este imposibil să se determine traiectoria mișcării unui electron într-un atom. Se poate vorbi doar despre probabilitatea de a găsi un electron într-un loc sau altul din nucleu. Un model similar al mișcării unui electron face posibilă formarea unei idei a unui nor electronic. Spațiul din apropierea nucleului, în care probabilitatea de a găsi un electron este suficient de mare (aproximativ nouăzeci la sută), se numește orbitală. Acest spațiu este limitat la o suprafață, adică o figură geometrică tridimensională.
Orbital (norii electronici) diferă numai în funcție de dimensiune și formă. Calculele teoretice au arătat că ele pot lua forma unor sfere, gantere și alte forme de structură complexă. Orbitalele având o formă sferică sunt notate cu literele s, cu orbite în formă de gantere, cu litera p, cu orbitele unor forme mai complexe, fiind notate cu literele d, f etc. Centrele orbitalilor coincid cu centrul nucleului.
În plus față de rotația în jurul nucleului, pentru electron, mișcarea caracteristică în jurul axei sale este rotirea. Dacă doi electroni au aceeași direcție de rotație, atunci acești electroni se numesc electroni cu rotiri paralele. Dacă, dimpotrivă, direcțiile de rotație a celor doi electroni sunt opuse, atunci ele sunt electroni cu spinări antiparalel. Conform principiului Pauli, numai doi electroni cu rotiri antiparalerale pot fi pe aceeași orbitală.
Nori electronici ai electronilor individuali dintr-un atom formează un nor de electroni obișnuit al unui atom - o coajă de electroni. Când sunt reprezentate grafic shell-ul electronic, orbitele sunt adesea descrise ca fiind pătrat (celulă). Electronul este reprezentat de o săgeată. Două electroni cu rotiri antiparalerale sunt reprezentate schematic prin două săgeți din aceeași celulă, au direcții opuse.
Electronii din carcasa electronică a unui atom se disting prin energie. Mai departe un electron de la un nucleu, cu atât mai puțină energie are. Norii electronici cu o energie strânsă alcătuiesc în atom un strat de electroni (nivelul de energie). Electronii primului strat cel mai apropiat de nucleu sunt atrase de nucleu mai puternic decât electronii celui de-al doilea strat. Conform electronilor celui de-al treilea strat sunt atrasi de nucleul mai slab decât electronii celui de-al doilea strat.
Fiecare strat electronic constă dintr-un anumit număr de orbite de o anumită formă (substraturi electronice sau subsoluri de energie). Numărul de subsoluri de energie este egal cu numărul de nivel de energie. Adică primul nivel al energiei este alcătuit dintr-un subsol, al doilea - din doi, al treilea - trei, etc. Aceste subsoluri sunt desemnate în același mod ca orbitele cu care sunt formate. Subsolul de energie poate conține doar un anumit număr de orbite. S-subsolul este reprezentat de un s-orbital, p-substratul - de trei p-orbitale, d-subsubul de către cinci d-orbitali, f-suplivelă de cele șapte f-orbitale. În acest fel
· Primul strat este alcătuit dintr-o orbitală, este desemnat 1s;
Cel de-al doilea strat este alcătuit din patru orbite: unul s și trei orbitale p, acestea fiind desemnate 2s și 2p;
· Al treilea strat constă din nouă orbite: o s, trei p și cinci d orbitale, acestea fiind desemnate 3s, 3p și 3d.
Deoarece numai doi electroni pot fi localizați pe o orbitală, este posibil să se determine numărul total de electroni la un anumit nivel de energie. Pentru aceasta, folosiți formula: N = 2 · n 2. unde N este numărul total de electroni la nivelul energiei și n este numărul de nivel. Deci, la primul nivel de energie pot exista doi electroni, pe al doilea - opt electroni, pe al treilea - optsprezece electroni, pe cel de-al patrulea - treizeci și doi de electroni.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: