II.1. Квантовая механика

Корпускулярно-волновой дуализм – всеобщее и универсальное свойство материи, проявляющееся в том, что любой волне отвечает частица и, наоборот, любой частице отвечает волна. Микрообъект нельзя считать ни классической частицей, ни классической волной. Кванты – частицы, отвечающие любому полю – переносчику взаимодействия. Они обладают энергией и импульсом и взаимодейству­ют с веществом как целое. Фотоны – кванты ЭМП. Волновые свойства электромагнитного излучения проявляются, например, при дифракции и интерфе­ренции. Корпускулярные – при их излучении и поглощении.

Квантование физических величин – дискретность значений физических величин. Уровни энергии – возможные дискретные значения энергии квантовых систем. Состояние системы с наименьшей возможной энергией называется основным, все остальные – возбужденными, так как для перехода в них системе необходимо сообщить энергию.

II.2. Атомы, молекулы и химические соединения

Атом – наименьшая часть химического элемента, способная к существованию и являющаяся носителем его свойств. Каждому химическому элементу соответствует определенный род атома. Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Принадлежность атома данному элементу определяется величиной заряда ядра , где – порядковый номер атома в периодической системе элементов; – элементарный заряд. Число электронов в атоме равно , их общий заряд равен . Атом – электрически нейтральная частица. Точное положение электрона в атоме в конкретный момент времени установить невозможно. Электроны как бы размазаны в пространстве и образуют электронное облако, размер которого пропорционален энергии. Электронная плотность в облаке распределена в виде совокупности нескольких оболочек, которые называются электронными.

II.3. Химия как наука

Химические реакции – превращения одного или нескольких исходных веществ в отличающиеся от них по химическому составу или строению новые вещества. Исходные вещества называются реагентами, образующиеся в результате реакции вещества – продуктами реакции.

II.4. Электронная структура атома

Периодическая система элементов – таблица, порядок расположения химических элементы в которой отражает периодичность их химических свойств.

Последовательность заполнения электронами атомных оболочек с ростом порядкового номера в таблице можно определить, опираясь на следующие принципы. 1. Общефизический принцип минимума энергии: электронное строение любого элемента в таблице Менделеева повторяет электронное строение элемента с номером, меньшим на 1, а дополнительный электрон находится в состоянии, при котором полная энергия атома минимальна из всех возможных. 2. Принцип запрета Паули: все электроны в атоме находятся в различных состояниях, то есть у любых двух электронов в атоме должны отличаться значения хотя бы одного квантового числа, характеризующего состояние электрона.

II.5. Взаимодействия, поля, частицы

Взаимодействие – воздействие тел, частиц или полей друг на друга, изменяющее их состояния. Несмотря на разнообразие взаимодействий тел в природе, по современным данным, имеется 4 типа фундаментальных взаимодействий элементар­ных частиц: сильное, электромагнитное, слабое, гравитационное (в порядке убывания интенсивности, о которой судят, сравнивая характерные скорости процессов). Соответствующие им кванты: глюоны, фотоны, W- и Z- промежуточные бозоны, гравитоны. Существуют теории объединения всех видов взаимодействий в одно.